基于PMAC-PC下高速磨削實(shí)驗(yàn)及其關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、高速高精度是機(jī)械制造科學(xué)領(lǐng)域的主攻方向。越來越多的零件開始采用高速磨削加工技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。對(duì)具有種類多、高精度、高頻響伺服控制要求的非圓零件加工來說,傳統(tǒng)磨削加工方案難以滿足要求。而以往橢圓等非圓截面零件的加工都是采用靠模法來實(shí)現(xiàn),其精度無法與磨削相比較。但是隨著高速高精度電主軸單元技術(shù)、高頻響應(yīng)直線電動(dòng)機(jī)進(jìn)給單元技術(shù)、砂輪制造技術(shù)、檢測(cè)控制及運(yùn)動(dòng)控制等技術(shù)的不斷進(jìn)步,實(shí)現(xiàn)非圓零件的高速精密磨削加工的條件日趨成熟。
　　 本文全面

2、綜述了國(guó)內(nèi)外高速、超高速磨削技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),并對(duì)電主軸技術(shù)、直線電動(dòng)機(jī)、調(diào)速控制技術(shù)、數(shù)控技術(shù)等非圓磨削關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了深入的分析。著重對(duì)以下研究?jī)?nèi)容進(jìn)行了系統(tǒng)的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究:
　　 (1)用PMAC-PC作為核心控制器,結(jié)合高速陶瓷軸承電主軸、直線電動(dòng)機(jī)、檢測(cè)技術(shù)、砂輪技術(shù)等,設(shè)計(jì)集成了一套高速數(shù)控磨削實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),首次實(shí)現(xiàn)了加工、測(cè)量一體化。分析了系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)和暫態(tài)響應(yīng),并判定了該系統(tǒng)的穩(wěn)定性;通過磨削數(shù)控系統(tǒng)仿

3、真分析,表明該系統(tǒng)有良好的跟隨性能。
　　 (2)自行研制開發(fā)了大功率、陶瓷軸承高速電主軸單元樣機(jī)。通過高速電主軸有限元?jiǎng)恿W(xué)與熱特性分析、外圓磨削加工實(shí)驗(yàn)和動(dòng)態(tài)性能測(cè)試表明,研制的陶瓷軸承電主軸單元性能穩(wěn)定、可靠。
　　 (3)首次完成了對(duì)電主軸直接轉(zhuǎn)矩控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的理論分析與仿真研究。研究表明,直接轉(zhuǎn)矩控制能夠直接而獨(dú)立地控制轉(zhuǎn)矩和磁通,從而能夠使電主軸獲得優(yōu)良的動(dòng)態(tài)特性。將直接轉(zhuǎn)矩控制方法應(yīng)用于高速電主軸驅(qū)動(dòng)控制系

4、統(tǒng)是可行的。
　　 (4)構(gòu)建了基于PMAC的直線電動(dòng)機(jī)伺服進(jìn)給單元。分析了基于PMAC下直線電動(dòng)機(jī)雙閉環(huán)控制算法、伺服系統(tǒng)參數(shù)整定和調(diào)節(jié)方法、定位誤差補(bǔ)償技術(shù)等相關(guān)問題。實(shí)驗(yàn)研究表明該伺服系統(tǒng)定位精度高,完全滿足磨削加工要求。
　　 (5)利用PMAC時(shí)基控制法,開發(fā)了一種新的非圓零件表面的精密磨削加工方法。建立了橢圓形零件的數(shù)學(xué)模型,通過實(shí)驗(yàn)研究,首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)橢圓零件表面的磨削加工。
　　 通過以上的理論分析