動力伺服刀架動態(tài)性能的研究.pdf

1、數(shù)控刀架是夾持一種或多種刀具進行數(shù)控加工的重要功能部件，它的性能直接影響數(shù)控機床的切削性能和切削效率，體現(xiàn)了數(shù)控機床設計和制造技術(shù)的核心水平。而動力伺服刀架是車削加工中心及車銑復合加工中心的核心功能部件之一，其技術(shù)在我國仍處于起步研究階段。因此，開展動力伺服刀架的可靠性設計和可靠性試驗技術(shù)的研究具有十分重要的意義。本文以雙動力伺服刀架的傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)為研究對象，利用非線性動力學分析其傳動系統(tǒng)，同時采用改進的增量諧波平衡法求解其動力學

2、方程，分析其動態(tài)響應;建立了控制系統(tǒng)中伺服電機的數(shù)學模型，分析其控制轉(zhuǎn)矩輸出的主要因素。設計三閉環(huán)控制系統(tǒng)的各環(huán)控制器，并通過MATLAB對其進行仿真。本文的工作主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(1)用Solidworks建立了雙動力伺服刀架的三維立體模型，根據(jù)已有的參數(shù)計算了刀架主體部分傳動系統(tǒng)的三組齒輪的輪廓參數(shù)。建立傳動系統(tǒng)的動力學模型，利用牛頓第二定律建立其動力學方程。
　　(2)介紹了一般的增量諧波平衡法的原理，同時

3、指出了其存在的缺點，并針對這些缺點提出了一種經(jīng)過改進的增量諧波平衡法，進一步推導了它的計算公式。將此方法應用于此前建立的三自由度非線性系統(tǒng)中，并通過與原有增量諧波平衡法對比，證明這種改進方法是可靠的，并且收斂速度較快。
　　(3)分析設計刀架控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，對其核心部分永磁同步電機建立其數(shù)學模型，并采用矢量控制技術(shù)來控制PMSM，設計其三閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)中的電流環(huán)調(diào)節(jié)器、速度環(huán)調(diào)節(jié)器和位置環(huán)調(diào)節(jié)器，并對位置環(huán)采用混合型模糊