【摘要】： 電子齒輪箱具有傳動(dòng)精度高、傳動(dòng)比范圍寬、調(diào)整方便等特點(diǎn)，可以代替機(jī)械傳 動(dòng)鏈實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的傳動(dòng)關(guān)系，在齒輪加工機(jī)床內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)與其它要求同步運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)域，電 子齒輪箱有著廣闊的應(yīng)用前景。本文對(duì)電子齒輪箱的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、實(shí)現(xiàn)方法、伺服控制 及其在凸輪數(shù)控車削系統(tǒng)傳動(dòng)中的應(yīng)用進(jìn)行了全面、深入與系統(tǒng)的研究，，主要研究工 作如下： 1．對(duì)電子齒輪箱與通用數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了比較分析，指出電子齒輪箱是一類特殊的數(shù) 控系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)現(xiàn)原理與控制方式不同，將電子齒輪箱的結(jié)構(gòu)分為基于跟蹤控制 的主從式與基于定值控制的平行式；分析了電子齒輪箱傳動(dòng)精度及其影響因素， 說(shuō)明了電子齒輪箱結(jié)構(gòu)的選擇原則。 2．對(duì)基于鎖相環(huán)路同步控制原理的電子齒輪箱實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了研究，提出了空間分 割與時(shí)間分割相結(jié)合對(duì)運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行處理的復(fù)合計(jì)數(shù)法，綜合考慮了脈沖計(jì)數(shù)的 整數(shù)部分與非整數(shù)部分，提高了傳動(dòng)關(guān)系的處理精度，并擴(kuò)大了可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比的 范圍；對(duì)提高運(yùn)動(dòng)檢測(cè)精度進(jìn)行了研究，利用誤差均化原理，沿光電編碼器圓周 對(duì)稱布置雙測(cè)頭，消除了編碼器安裝偏心與傾斜對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)信號(hào)的幅值調(diào)制與頻 率調(diào)制。 3．對(duì)電子齒輪箱實(shí)現(xiàn)非勻速比傳動(dòng)進(jìn)行了研究，提出了位置函數(shù)控制與傳動(dòng)比函數(shù) 控制兩種非勻速比傳動(dòng)關(guān)系的實(shí)現(xiàn)方法；對(duì)位置函數(shù)控制方式，分析了位置函數(shù) 曲線的插補(bǔ)與普通數(shù)控插補(bǔ)方法的區(qū)別，提出了插補(bǔ)斜率的概念與位置函數(shù)曲線 的預(yù)補(bǔ)償插補(bǔ)方法；對(duì)非勻速比電子齒輪箱傳動(dòng)精度進(jìn)行研究，得出了插補(bǔ)精度、 伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能指標(biāo)與傳動(dòng)精度之間的關(guān)系；研究了非圓滾齒加工坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的 非勻速比傳動(dòng)關(guān)系，列出了多種可以滿足要求的電子齒輪箱傳動(dòng)方案。 4．分析了電子齒輪箱實(shí)現(xiàn)原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與實(shí)際工作環(huán)境對(duì)伺服系統(tǒng)性能的要求， 為了提高電子齒輪箱伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)與穩(wěn)態(tài)性能、跟蹤能力以及在參數(shù)變化與干 擾作用下系統(tǒng)的控制魯棒性，有針對(duì)性地選擇了PID控制、自適應(yīng)控制、前饋預(yù) 見補(bǔ)償控制與H_∞控制四種策略，對(duì)采用上述控制策略的電子齒輪箱性能進(jìn)行了理 論分析與數(shù)字仿真研究。 5．將電子齒輪箱用于凸輪車削加工系統(tǒng)的傳動(dòng)，以伺服刀架取代了傳統(tǒng)加工的靠模 裝置，實(shí)現(xiàn)了刀具X方向直線運(yùn)動(dòng)與機(jī)床主軸轉(zhuǎn)動(dòng)的同步控制；設(shè)計(jì)了直線電機(jī) 直接驅(qū)動(dòng)的伺服刀架及基于PC與DSP構(gòu)成的上—下位機(jī)控制結(jié)構(gòu)，采用DSP進(jìn) 行實(shí)時(shí)控制以滿足高速伺服需要；對(duì)凸輪加工過(guò)程的工藝特點(diǎn)與恒角度、恒速度 車削進(jìn)行研究，提出了具有刀具擺動(dòng)功能的伺服刀架與機(jī)床主軸變轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)方案。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2001
【分類號(hào)】：TH132.4;TG519.1

【引證文獻(xiàn)】

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2 熊顯文;張柱銀;廖翠姣;;基于電子齒輪箱的數(shù)控插齒機(jī)內(nèi)聯(lián)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)[J];機(jī)械科學(xué)與技術(shù);2008年06期

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2 黃小軍;電子軸驅(qū)動(dòng)凹版印刷機(jī)開發(fā)[D];西安電子科技大學(xué);2007年

3 于澤浩;無(wú)軸系統(tǒng)同步控制的研究[D];東北大學(xué);2008年

4 馬驥;基于滑模變結(jié)構(gòu)的無(wú)軸套印控制系統(tǒng)的研究[D];東北大學(xué);2009年

5 馬膺峻;無(wú)軸套印控制系統(tǒng)綜合控制策略的研究[D];東北大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2658024