本文選題：數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng) + Modelica　； 參考：《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：合理地選擇數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中機(jī)械傳動(dòng)部件的參數(shù),如滾珠絲杠的尺寸、機(jī)械構(gòu)件的阻尼等,對(duì)提高數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能具有重要作用,進(jìn)而幫助改善數(shù)控機(jī)床的加工品質(zhì)。然而在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中,研究不同的機(jī)械部件參數(shù)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的影響,需要耗費(fèi)很大的成本,花費(fèi)很長(zhǎng)的研究時(shí)間。因此,本文將計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)引入到對(duì)該問(wèn)題的研究,利用Modelica語(yǔ)言建立了數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)的多領(lǐng)域模型,進(jìn)行了仿真分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì),對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械參數(shù)進(jìn)行靈敏度分析。分析結(jié)果表明,在滿足剛度和裝配條件的情況下,為了提高進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能,應(yīng)選擇慣量較小的聯(lián)軸器,長(zhǎng)度、導(dǎo)程較小的滾珠絲杠,而滾珠絲杠副的阻尼存在最優(yōu)值使得進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能最好,滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)軸承的摩擦對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能影響較小。首先,本文對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)給系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了分析,建立了永磁同步電機(jī)的數(shù)學(xué)模型,分析了基于?0di的矢量控制方法和空間矢量脈寬調(diào)制技術(shù)控制系統(tǒng),并建立了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。然后,采用模塊化建模思想,基于Modelica語(yǔ)言分別建立了永磁同步電機(jī)、伺服驅(qū)動(dòng)器、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的多領(lǐng)域模型,并把各模塊連接組成了進(jìn)給系統(tǒng)的多領(lǐng)域統(tǒng)一模型。為了驗(yàn)證所建立的模型的正確性,利用模型仿真了典型工況下的運(yùn)行狀況,并結(jié)合實(shí)際實(shí)驗(yàn)對(duì)模型正確性進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證,結(jié)果顯示建立的進(jìn)給系統(tǒng)多領(lǐng)域模型仿真結(jié)果符合預(yù)期,與實(shí)際實(shí)驗(yàn)誤差較小,抗干擾能力較強(qiáng),動(dòng)態(tài)性能良好。最后,分析了機(jī)械部件參數(shù)對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響,并基于建立好的多領(lǐng)域模型,采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方差分析法找出了對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響顯著的因素。本文的研究方法對(duì)機(jī)床性能的研究具有借鑒意義,研究的成果對(duì)機(jī)床的設(shè)計(jì)可以提供一定的參考,為提高機(jī)床的加工品質(zhì)提供了一種新的思路。
[Abstract]:Reasonably selecting the parameters of mechanical transmission parts in the feed system of NC machine tools, such as the size of ball screw and the damping of mechanical components, plays an important role in improving the dynamic performance of the feed system of NC machine tools. Then it helps to improve the machining quality of NC machine tools. However, in the actual experiment, it takes a lot of cost and a long time to study the influence of different mechanical component parameters on the feed system. Therefore, this paper introduces the computer simulation technology into the study of this problem, using Modelica language to establish the multi-domain model of NC milling machine feed system, and carries out simulation analysis and experimental verification. The orthogonal experimental design method is used to design the simulation experiment and the sensitivity analysis of the mechanical parameters of the feed system is carried out. The results show that in order to improve the dynamic performance of the feed system, the coupling with small inertia and the ball screw with smaller length and lead should be selected in order to improve the dynamic performance of the feed system under the condition of satisfying the stiffness and assembly conditions. The dynamic performance of the feed system is best because of the optimum damping of the ball screw pair, and the friction between the rolling guide rail and the rolling bearing has little effect on the dynamic performance of the feed system. Firstly, the structure and working principle of NC milling machine feed system are analyzed, the mathematical model of permanent magnet synchronous motor is established, the vector control method based on 0di and the control system of space vector pulse width modulation technology are analyzed. The dynamic model of mechanical transmission system is established. Then, the multi-domain models of permanent magnet synchronous motor (PMSM), servo driver and mechanical transmission system are established based on Modelica language, and each module is connected to form the multi-domain unified model of feed system. In order to verify the correctness of the established model, the model is used to simulate the operating conditions under typical operating conditions, and the correctness of the model is further verified by practical experiments. The results show that the simulation results of the multi-domain model of the feed system are in line with the expectation, and the experimental error is small, the anti-jamming ability is strong, and the dynamic performance is good. Finally, the influence of mechanical component parameters on the dynamic performance of the feed system is analyzed. Based on the established multi-domain model, the orthogonal experimental design and variance analysis are used to find out the significant factors that affect the dynamic performance of the system. The research method of this paper has reference significance to the research of machine tool performance. The research results can provide a certain reference for the design of machine tool, and provide a new way of thinking for improving the machining quality of machine tool.
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG547

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 舒華;齊繼寶;;實(shí)用型單軸數(shù)控進(jìn)給系統(tǒng)開(kāi)發(fā)[J];中國(guó)集體經(jīng)濟(jì);2012年25期

2 陳敏,張建新,魏力;經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)初探[J];機(jī)械設(shè)計(jì);1989年06期

3 李驁;汪惠芬;劉婷婷;柳林燕;甄吉磊;;考慮結(jié)合面特性的進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析系統(tǒng)[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2014年03期

4 丁文政;黃筱調(diào);汪木蘭;;面向大型機(jī)床再制造的進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年03期

5 吳子英;劉宏昭;原大寧;王建平;劉麗蘭;;某重型車床橫向進(jìn)給系統(tǒng)傳動(dòng)剛度分析與實(shí)驗(yàn)研究[J];實(shí)驗(yàn)力學(xué);2011年04期

6 沙爾耶;王友英;;雙頭開(kāi)榫機(jī)的低噪聲進(jìn)給系統(tǒng)[J];木工機(jī)床;1988年03期

7 韓相春，張少純，石英坤，戴大力;地板塊橫向加工機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)分析[J];林業(yè)機(jī)械;1994年01期

8 尹明;國(guó)蘭蘭;;基于MATLAB/Simulink的進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械剛度的仿真分析[J];機(jī)床與液壓;2014年09期

9 吳子英;劉宏昭;王勝;劉麗蘭;姚美倩;;基于變尺度法的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)辨識(shí)方法研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年12期

10 龔志遠(yuǎn);;機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)的建模與仿真研究[J];煤礦機(jī)械;2009年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 孫一丹;楊霞;;直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)高速精密數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的研究[A];第十六屆中國(guó)小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 姚欽;劉永光;劉質(zhì)加;;基于ADAMS與Matlab的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)聯(lián)合仿真[A];第五屆全國(guó)流體傳動(dòng)與控制學(xué)術(shù)會(huì)議暨2008年中國(guó)航空學(xué)會(huì)液壓與氣動(dòng)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2008年

3 張建生;張鋼;汪希平;;數(shù)控機(jī)床中進(jìn)給系統(tǒng)的位置記憶研究[A];人才、創(chuàng)新與老工業(yè)基地的振興——2004年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 潘超;數(shù)控機(jī)床直線電驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)控制技術(shù)及動(dòng)態(tài)特性研究[D];江蘇大學(xué);2011年

2 夏軍勇;熱彈性效應(yīng)和數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)熱動(dòng)態(tài)特性的研究[D];華中科技大學(xué);2008年

3 胡峰;數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性辨識(shí)與狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法研究[D];華中科技大學(xué);2009年

4 褚彪;面向光柵制造的宏微超精密進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

5 王永強(qiáng);滾珠絲杠進(jìn)給系統(tǒng)自適應(yīng)建模理論與方法研究[D];山東大學(xué);2013年

6 吳沁;大慣量進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性及其穩(wěn)定性研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

7 王冰;復(fù)印機(jī)紙張進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性分析與試驗(yàn)研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2013年

8 寧建榮;高精數(shù)控機(jī)床永磁直線進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)電耦合法向振動(dòng)研究[D];沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊飚;雙驅(qū)滾滑復(fù)合導(dǎo)軌直線進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[D];南京理工大學(xué);2015年

2 馮朝暉;MCH63進(jìn)給系統(tǒng)支撐軸承靜動(dòng)特性參數(shù)測(cè)試與應(yīng)用[D];南京理工大學(xué);2015年

3 繆�？�;雙絲杠驅(qū)動(dòng)直線進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析和補(bǔ)償[D];南京理工大學(xué);2015年

4 呂干;雙驅(qū)滾動(dòng)支撐直線進(jìn)給系統(tǒng)精度分析及可靠性建模[D];南京理工大學(xué);2015年

5 王琦;高速直驅(qū)進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性參數(shù)辨識(shí)技術(shù)研究[D];寧波大學(xué);2015年

6 梁亞敏;直線進(jìn)給系統(tǒng)的爬行機(jī)理研究及動(dòng)力學(xué)分析[D];東北大學(xué);2014年

7 田連剛;數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與參數(shù)辨識(shí)方法的研究[D];東北大學(xué);2014年

8 康曉晨;車床進(jìn)給系統(tǒng)的可靠性靈敏度與優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];東北大學(xué);2014年

9 涂灝;機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性分析[D];華中科技大學(xué);2014年

10 徐堯;機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的多源誤差模型分析與研究[D];南京理工大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1956568