2015-09-15
第二章空心滚珠丝杠的热特性理论研宄 2.1滚珠丝杠副的传热理论 2.1.1热传导理论 当物体内部温度不均匀而出现温度梯度时,热量的移动方式称为热传导。当固体表面有流体流动时,由于固体表面与流体之间存在温差,流体将热量带离高温固体的传热方式称为热对流。在本课题中采用冷却杲通过减压阀将冷却液通入空心滚珠丝杠伺服进给系统,是…[了解更多]
2015-09-14
1.2.2国内滚珠丝杠热特性的研宄现状 在国内,浙江大学对机床热误差补偿特别是热变形研宄得比较早,取得了重要的成果为温度传感器测点在滚珠丝杠上的选取和热误差模型的建立提供了重要的依据。学者傅建中提出了针对温度误差补偿的优化模型:模糊神经网络模型[2],并由软件仿真实验验证了其模型的正确性。近年来,浙江大学组织研究了人工…[了解更多]
2015-09-14
1.2滚珠丝杠副伺服进给系统国内外热特性研究现状 1.2.1国外滚珠丝杠热特性的研宄现状 数控机床在切削加工的过程当中,大量的热量主要来源于各类电路、动力源、相对运动的零部件之间生成的摩擦热、切削热、环境温度变化传导的热量、冷却系统带走的热量等W。其中尤其是滚珠丝杠高速进给运动时,其热变形严重阻碍了数控机床最佳性能…[了解更多]
2015-09-14
第一章绪论 1.1课题背景 目前世界上主要的制造业强国对先进制造技术的投入不断地加强,高速加工、精密制造等先进技术的应用日益增多,柔性系统的快速发展,超大规模集成电路功能的不断增强对数控加工技术水平提出了更加紧迫的时代要求[1?5]。机床的热误差是机床误差的重要组成部分,有研宄表明,机床的热误差占到总误差的30%50%…[了解更多]
2015-09-13
结论与展望 数控机床在低速或重载的情况下容易出现爬行现象。爬行出现会影响机床的定位精度和表面粗糙度等,严重时还可能造成机床停机,给机床造成过大的伤害。国内外的学者和专家针对爬行现象,提出了八种有关爬行的物理模型,并根据物理模型计算出数学模型后推导出造成爬行的各种因素,最终提出解决方案。 本文在前人的研宄基础上,挑选出了…[了解更多]
2015-09-13
5.5本章总结 PID控制器的本质是被控对象输出(也就是控制器出入)跟控制输出的函数映射关系。PID在线性时不变的基础上限制到三个自由度,有P控制、PI控制和PID控制。根据PID控制的特点(不是基于模型的控制方法),在模型图2.3上加入PID控制系统模拟仿真后,完全抑制住了爬行。 (1)比例控制是PID控制系统中最简…[了解更多]
2015-09-13
5.4在振动的基础上加PID控制 由前一章的sin(8t)、9sin(8t)和21sin(8t)仿真出来的效果图,可以看出,它们有的没有改善或者改善现象不明显。因为PID控制对爬行改善效果较明显,故可以应用在振动上,观察在振动的基础上再加PID控制,能够对爬行造成何种影响。 当输入振动函数为Sin(8t)时,根据前面应…[了解更多]
2015-09-13
5.3整定PID参数改善爬行现象 整定PID控制器不需要对正式控制理论深入了解,这样可以为研宄整定PID参数对爬行控制的情况带来很大方便。根据不同控制器的原理和结构不同可以分为三类控制:比例控制、积分控制和微分控制。这几种控制规律可单独使用或者组合使用,如比例控制器、比例积分控制器、比例微分控制器和比例积分微分控制器…[了解更多]
2015-09-13
5.1PID控制原理 常规连续系统中,PID控制器对输入的误差信号进行比例、积分和微分运算,从而给出控制信号。PID控制是一种简单有效的控制算法,鲁棒性(稳定性)强,对动态过程无需知道太多便可以达到比较满意的控制效果,正好适合爬行的ADAMS仿真模型。图5.2中整个框内是个为PID控制器,,PID控制器的输出值_取决于…[了解更多]
2015-09-13
5振动与RD控制爬行仿真分析 PID自动调节,又称自动控制(比例一微分一积分控制器),是工业应用控制中常见的反馈回路部件。PID控制器问世至今己有近70年历史,它以其结构简单、稳定性好、工作可靠、调整方便而成为工业控制的主要技术之一。当被控对象的结构和参数不能完全确定时,自适应控制和鲁棒控制可以克服系统中所包含的不确定…[了解更多]
2015-09-13
4.3本章总结 本章针对爬行的仿真模型,在导轨上加入虚拟振动源,通过改变振动源运动函数的频率和幅值进行ADAMS仿真分析,从而起到抑制爬行的作用,通过观察模型的进给速度保持稳定前持续的时间为爬行持续时间,进给速度的变化以及加速度的变化来评判爬行现象的改善。 (1)当振动源的幅值不变且都为1时,改变振动源运动函数的频率,…[了解更多]
2015-09-13
4.2振动源Asin(Bt)调整的幅值及频率范围分布分析 为了能够更加准确的对振动源的频率和幅值进行控制,需要对不同频率下幅值的分布范围进行深入的讨论。 通过对多组数据的分析发现,调整频率和幅值的取值可以保证系统进给速度变化曲线保持稳定不变。当幅值A和频率B分别为表1的数值时,进给速度变化总是为图4.7(左)所示的曲线…[了解更多]
2015-09-13
4利用振动抑制爬行的仿真分析 4.1加入模拟振动源分析爬行 根据爬行的ADAMS仿真模型,在导轨加入模拟振动源[46~52]来模拟在现实中机床在工作时导轨出现振动。基于ADAMS中的View平台,在导轨上添加移动副,加入驱动速度,调整合适的速度参数,设置驱动速度仍为8mm/s,工作台质量15Kg,静动摩擦系数之差为0…[了解更多]
2015-09-13
3.4本章小结 根据图3.2,分析在垂直方向和水平方向分别加入模拟的简谐振动,仿真分析后,根据仿真结果,可以推断出无论这个外加的振动源从什么方向加进去,都会对爬行现象造成一定的影响,只要调整好外加振动源的参数,就能够实现改善爬行的目的。具体分析结果如下: (1)垂直方向加入简谐振动源: 优点:1)在一定周期内,频率值取…[了解更多]
2015-09-13
3.3垂直和水平方向分别加入振动源 对垂直方向和水平方向分别加入不同的简谐振动进行分析总结如下: (1)比较图3.16中的(a)和(b),可以看出,这俩幅图相对于图3.2对爬行的控制都有了改善,大部分时候是频率越大对改善爬行效果越差,因为在垂直和水平方向都加入振动后系统不稳定; ⑵图3.17、图3.18和图3.19都是…[了解更多]
2015-09-13
3利用简谐振动抑制爬行的仿真分析 通过上一章对影响爬行因素的各个单一因素分析后,对爬行改善效果不理想。由于爬行是一种摩擦自激振动,由此想到可以利用外加力或外加振动源来抵消工作台在出现爬行时产生的振动[33~45],即外加激振器或者利用其他方法来达到要想的效果。在ADAMS/View中加入正弦力(相当于加入的简谐振动)…[了解更多]
2015-09-12
2.5本章小结: 本章通过简化的机械传动进给系统的物理模型,进行数学建模。研宄了爬行机理,并推导出数控机床产生爬行的临界速度公式。在ADAMS中建立运动仿真模型,对驱动速度、工作台质量、静动摩擦系数之差、系统的传动刚度和系统的阻尼等进行仿真分析后,推导出各个爬行因子的影响程度。由此可以得出以下结论: (1)减轻工作台质…[了解更多]
2015-09-12
2.4爬行的建模仿真 根据机床进给系统的简化物理模型图2.2,在ADAMS中建立模型时,应用ADAMS中的几何建模工具、约束工具和载荷建立了爬行的运动仿真模型[26~32],如图2.3所示,此模型所有的部件均为刚体,质量分布均匀,其他各种装配间隙和误差均忽略不计。左面红色的方块代表驱动件(电机),右边绿色的方块代表工…[了解更多]
2015-09-12
2数控机床爬行机理分析及动态仿真 2.1爬行 爬行是数控机床在低速、重载或间歇的微量移动情况下出现运动时快时慢或者时走时停的现象,是一种常见而不正常的状态。爬行的产生主要与机械传动系统有关。 可以把电机看作驱动件,工作台看作被驱动件,应用集中参数离散化的方法,把中间的滚珠丝杠、螺母、轴承和联轴器等传动件各自具有的质量和…[了解更多]