基于伺服電流與切削力關(guān)系模型的自適應(yīng)數(shù)控技術(shù)研究.pdf

1、智能自適應(yīng)數(shù)控加工可根據(jù)加工狀況的改變，自動(dòng)調(diào)整切削速度、進(jìn)給速度、切削深度等加工參數(shù)，而大幅度地提高加工質(zhì)量和加工效率，使得智能自適應(yīng)數(shù)控技術(shù)成為21世紀(jì)數(shù)控技術(shù)發(fā)展主流。目前國內(nèi)外對智能自適應(yīng)數(shù)控加工的研究大多集中在對轉(zhuǎn)矩變化的控制上，對切削力變化的控制還局限于直接測量切削力來完成。這種方法存在著許多缺陷，以至于該項(xiàng)技術(shù)長期未能推廣。 本論文在分析總結(jié)國內(nèi)外在數(shù)控機(jī)床自適應(yīng)監(jiān)控方面的研究動(dòng)態(tài)及趨勢的基礎(chǔ)上，借助FANUC數(shù)控

2、平臺，開發(fā)了三維數(shù)控加工實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對數(shù)控機(jī)床及交流伺服電機(jī)矢量控制原理進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，提出了進(jìn)給伺服電流間接監(jiān)測切削力這一研究思路。首次對伺服電機(jī)的特性進(jìn)行研究，將伺服電機(jī)作為測力儀，通過建立切削力與伺服電機(jī)電流的對應(yīng)模型，進(jìn)行三維切削力的測量與分析。主要研究內(nèi)容如下： 選取FANUC數(shù)控平臺，深入研究數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)，對吊掛單元、電柜單元、伺服單元采用模塊化設(shè)計(jì)思想。開發(fā)操作面板、I/O分配板、繼電器板、控制柜等；對電柜

3、單元、電路板單元的電器元件的布局精心設(shè)計(jì)，達(dá)到強(qiáng)弱電分離、數(shù)字地和模擬地分離、系統(tǒng)區(qū)域屏蔽的效果；編制PMC程序，最后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試。結(jié)合三坐標(biāo)工作臺搭建三軸數(shù)控銑削實(shí)驗(yàn)平臺。 分析了銑削加工過程，依據(jù)三相永磁同步交流伺服電機(jī)矢量控制原理，提出伺服電流間接監(jiān)測切削力的測量方法，提取反映切削力變化的電機(jī)電流信號特征參數(shù)。以上述研究為基礎(chǔ)，基于轉(zhuǎn)矩模擬平臺、霍爾元件，設(shè)計(jì)并搭建電磁轉(zhuǎn)矩—進(jìn)給伺服電流實(shí)驗(yàn)平臺，進(jìn)行伺服電流與轉(zhuǎn)矩關(guān)系測量