重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)動(dòng)力學(xué)建模及其特性分析.pdf

1、高速高精數(shù)控加工技術(shù)在數(shù)控加工行業(yè)占有非常重要的位置，而高速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床高速高精加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。重心驅(qū)動(dòng)是一種新型的數(shù)控機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式，能夠有效提高機(jī)床的運(yùn)動(dòng)速度和精度，但對(duì)其研究仍處于起步階段。本文以采用重心驅(qū)動(dòng)的兩軸工作臺(tái)為研究對(duì)象，對(duì)該工作臺(tái)進(jìn)行了參數(shù)化建模，利用有限元方法分析了其動(dòng)力學(xué)特性，并進(jìn)行了機(jī)電聯(lián)合仿真研究，最后對(duì)整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)與參數(shù)優(yōu)化調(diào)整。具體內(nèi)容包括：
　　 1. 分析了

2、重心驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)原理，并得到其振動(dòng)方程。提出了重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的有限元建模方法，基于結(jié)構(gòu)振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程和單元矩陣，得到其響應(yīng)特性的表達(dá)式。
　　 2. 通過(guò)分析得到影響重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的動(dòng)態(tài)性能的因素，采用參數(shù)化建模方法對(duì)其進(jìn)行參數(shù)化，并進(jìn)一步建立重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)的參數(shù)化模型，通過(guò)對(duì)不同參數(shù)下工作臺(tái)模型進(jìn)行模態(tài)分析，比較其固有頻率和振型，得到了重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)動(dòng)態(tài)性能與其結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。利用ANSYS軟件對(duì)重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行諧響應(yīng)

3、分析，得到其響應(yīng)曲線。通過(guò)分析，獲取其共振頻率和振動(dòng)特性，為進(jìn)給系統(tǒng)的優(yōu)化與動(dòng)態(tài)性能的提高提供了依據(jù)。
　　 3. 在現(xiàn)有的機(jī)電聯(lián)合仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上，分別對(duì)重心驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)和傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行機(jī)電聯(lián)合仿真，結(jié)果表明，相比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，在較低加速度時(shí)，重心驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢(shì)并不明顯，而在高加速度情況下，重心驅(qū)動(dòng)優(yōu)勢(shì)突出，有效地抑制了振動(dòng)，尤其是在輪廓拐角處，獲得了比傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)高得多的運(yùn)動(dòng)精度。
　　 4. 采用動(dòng)態(tài)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)重