本文關(guān)鍵詞：基于驅(qū)動(dòng)電流與工作臺(tái)位置監(jiān)測(cè)的切削負(fù)荷實(shí)時(shí)估計(jì)方法研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代工業(yè)化智能化的發(fā)展,客戶(hù)的需求也日益的個(gè)性化、多樣化與精密化。實(shí)現(xiàn)切削負(fù)荷信號(hào)的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是實(shí)現(xiàn)智能化制造的重要組成部分。通過(guò)進(jìn)給電流對(duì)切削負(fù)荷進(jìn)行間接估計(jì)是一種低成本的監(jiān)控方法,相比于測(cè)力儀等直接測(cè)量法,有著安裝簡(jiǎn)便、適用范圍廣等一系列的優(yōu)點(diǎn),更適合在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)用。因此,通過(guò)進(jìn)給電流的切削負(fù)荷間接測(cè)量法,具有重要的理論意義與使用價(jià)值。本文主要針對(duì)提高多軸加工中心切削負(fù)荷間接估計(jì)精度的方法估計(jì)展開(kāi)研究,確定了進(jìn)給系統(tǒng)摩擦力矩與進(jìn)給系統(tǒng)等效慣性力矩是影響估計(jì)精度的關(guān)鍵因素,同時(shí)設(shè)計(jì)了總體的研究方案與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。針對(duì)電流信號(hào)的預(yù)處理過(guò)程,采用頻域分析方法,對(duì)電流信號(hào)中普遍存在的干擾頻率進(jìn)行了分析,確定干擾頻段來(lái)源于進(jìn)給電機(jī)相電流頻率與絲桿轉(zhuǎn)頻,設(shè)計(jì)相應(yīng)的濾波程序,實(shí)現(xiàn)了有效信號(hào)的提取。針對(duì)摩擦力矩對(duì)切削負(fù)荷估計(jì)精度的影響,采用經(jīng)典的Lugre與Stribeck模型分別對(duì)微滑動(dòng)與宏觀(guān)滑動(dòng)摩擦區(qū)域進(jìn)行描述,并分析確定工作臺(tái)位置對(duì)摩擦力矩的影響,提出了適用于機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的改進(jìn)模型。并針對(duì)改進(jìn)模型標(biāo)定方法進(jìn)行了分析,確定最簡(jiǎn)的標(biāo)定方法,將標(biāo)定時(shí)間降低一半。針對(duì)系統(tǒng)等效慣性力矩對(duì)切削負(fù)荷估計(jì)精度的影響,采用模型參考自適應(yīng)算法,實(shí)現(xiàn)進(jìn)給系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的實(shí)時(shí)在線(xiàn)測(cè)量,并對(duì)自適應(yīng)參數(shù)的選取進(jìn)行了分析說(shuō)明。并對(duì)估計(jì)算法的精度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外,為了驗(yàn)證本文估計(jì)方法的有效性,在DM4600機(jī)床上進(jìn)行了參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn),并設(shè)計(jì)多組不同參數(shù)的勻速進(jìn)給與變速進(jìn)給實(shí)驗(yàn),對(duì)不同參數(shù)下的切削負(fù)荷估計(jì)算法精度進(jìn)行了驗(yàn)證,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文的估計(jì)方法能夠有效的對(duì)切削負(fù)荷進(jìn)行估計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：切削負(fù)荷 驅(qū)動(dòng)電流 位置 摩擦模型 慣量辨識(shí) 標(biāo)定
【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(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題概況9-10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-15
• 2 利用驅(qū)動(dòng)電流對(duì)切削負(fù)荷實(shí)時(shí)估計(jì)的方法研究15-26
• 2.1 進(jìn)給電機(jī)電流的成分分析15-18
• 2.2 驅(qū)動(dòng)電流信號(hào)頻域分析18-22
• 2.3 切削負(fù)荷實(shí)時(shí)估計(jì)的基本思路22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3 工作臺(tái)位置對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)摩擦特性的影響研究26-41
• 3.1 進(jìn)給系統(tǒng)的摩擦特性26-27
• 3.2 工作臺(tái)位置對(duì)系統(tǒng)摩擦特性的影響分析27-32
• 3.3 考慮工作臺(tái)位置影響的摩擦模型32-35
• 3.4 摩擦模型的標(biāo)定及驗(yàn)證35-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與摩擦模型的辨識(shí)與切削負(fù)荷的估計(jì)方法41-50
• 4.1 摩擦模型的快速標(biāo)定41-43
• 4.2 慣性力矩的辨識(shí)方法43-48
• 4.3 動(dòng)態(tài)切削負(fù)荷的估計(jì)48-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 5 驅(qū)動(dòng)電流估計(jì)切削負(fù)荷方法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證50-64
• 5.1 估計(jì)模型參數(shù)標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及其結(jié)果50-52
• 5.2 實(shí)時(shí)估計(jì)的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)52-55
• 5.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析55-63
• 5.4 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 全文總結(jié)64
• 6.2 研究展望64-66
• 致謝66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71

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