數控回轉工作臺機電動態(tài)性能研究與仿真.pdf

1、極坐標數控鏜銑鉆機床采用回轉運動加上X、Z兩個方向直線進給形成極坐標插補聯動，實現了經濟型機床作大直徑復雜孔系與環(huán)形復雜曲面的加工。數控回轉工作臺是極坐標數控鏜銑鉆機床實現回轉運動的關鍵功能部件，其動態(tài)性能直接影響該機床整機的加工精度和穩(wěn)定性。因此，通過對數控回轉工作臺的機電動態(tài)特性參數進行研究與分析，可以進一步優(yōu)化極坐標數控鏜銑鉆機床的整機性能。
　　 數控回轉工作臺進給伺服系統(tǒng)的三環(huán)PID調節(jié)控制器的設計關系到數控回轉工作臺

2、的動態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能。運用矢量控制原理建立三相交流永磁同步電機的數學模型；通過對交流伺服系統(tǒng)三環(huán)(電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán))PID控制器進行設計整定，分別得到電流環(huán)、速度環(huán)、位置環(huán)調節(jié)器的傳遞函數，針對極坐標數控鏜銑鉆機床C軸伺服系統(tǒng)運用MATLAB軟件進行三環(huán)PID調節(jié)器的時域和頻域性能仿真分析，仿真結果表明，在不考慮數控機床的機械部分時，系統(tǒng)具有較好的動態(tài)特性。
　　 數控回轉工作臺的機械傳動系統(tǒng)包括齒輪傳動副、蝸輪蝸桿副。根據機

3、械動力學原理建立該系統(tǒng)的動力學方程，利用拉氏變換得到系統(tǒng)的傳遞函數，與伺服系統(tǒng)模型結合得到數控回轉工作臺進給伺服系統(tǒng)的機電仿真模型。
　　 采用以MATLAB為基礎的動態(tài)分析設計方法，分析數控回轉工作臺進給伺服系統(tǒng)的動態(tài)特性，得到系統(tǒng)的時間響應曲線和頻域特性曲線，研究了系統(tǒng)頻率、阻尼、傳動間隙對系統(tǒng)的影響；以ITAE、IST2E、GISE準則為指標函數對該系統(tǒng)進行參數優(yōu)化，比較分析得出GISE準則對于系統(tǒng)參數優(yōu)化結果較理想，可以