銑車復(fù)合加工中心直驅(qū)擺頭系統(tǒng)機電耦合分析.pdf

1、本課題來源于2010“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項：動梁無滑枕立式銑車復(fù)合加工中心(專項號：2010ZX04001-032)項目。直驅(qū)擺頭是動梁無滑枕立式銑車復(fù)合加工中心的關(guān)鍵技術(shù)之一，采用先進的直驅(qū)技術(shù)代替了傳統(tǒng)的蝸輪蝸桿傳動和齒輪傳動方式，實現(xiàn)了機床的“零傳動”，使數(shù)控機床結(jié)構(gòu)更加簡單、緊湊，系統(tǒng)剛性、可靠性和精度更高，動態(tài)響應(yīng)更快。但是這種直驅(qū)擺頭系統(tǒng)存在著多物理過程、多參變量復(fù)雜耦合關(guān)系，系統(tǒng)的整個動態(tài)過程由系統(tǒng)的結(jié)

2、構(gòu)參數(shù)完全確定，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)影響系統(tǒng)的特定功能，故直驅(qū)擺頭在工作中，出現(xiàn)各種不良工況，影響產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)一些重大故障，尤其在生產(chǎn)過程中，受到負載的擾動，該系統(tǒng)在非平穩(wěn)過程中所表現(xiàn)出來的機電耦合現(xiàn)象對整個機電系統(tǒng)的安全運行具有極大的危害性，這是由于直驅(qū)擺頭系統(tǒng)的電學(xué)參數(shù)和力學(xué)參數(shù)相互耦合，共同影響了整個系統(tǒng)的力學(xué)性能，而目前對這種復(fù)雜的機電耦合機理又缺乏深層次的研究。因此本項目提出了“銑車復(fù)合加工中心直驅(qū)擺頭系統(tǒng)機電耦合分析”

3、，其主要研究內(nèi)容為：
　　 分析了直驅(qū)擺頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及力矩電機、電主軸的工作原理，并建立了力矩電機和電主軸的磁鏈數(shù)學(xué)模型。
　　 對復(fù)雜機電耦合系統(tǒng)進行分析研究，闡述復(fù)雜機電系統(tǒng)的耦合類型，以及機電耦合系統(tǒng)的建模與求解方法，并從機電耦合的角度出發(fā)，對直驅(qū)擺頭系統(tǒng)進行了機電耦合分析，建立了該系統(tǒng)的機電耦合關(guān)系框圖，直觀的表現(xiàn)了系統(tǒng)中力學(xué)參數(shù)與電學(xué)參數(shù)之間的復(fù)雜耦合關(guān)系，為建立直驅(qū)擺頭系統(tǒng)機電耦合數(shù)學(xué)模型奠定了基礎(chǔ)。

4、>　　 以直驅(qū)擺頭系統(tǒng)為研究對象，進行機構(gòu)的運動學(xué)分析，并基于Lagrange-Maxwell的機電耦合動力學(xué)方程，建立了直驅(qū)擺頭系統(tǒng)的非線性強耦合機電動力學(xué)數(shù)學(xué)模型，最后以Runge-Kutta算法為依據(jù)運用matlab軟件求解直驅(qū)擺頭系統(tǒng)的機電耦合數(shù)學(xué)模型，為分析研究直驅(qū)擺頭系統(tǒng)中各參數(shù)間耦合關(guān)系提供了理論依據(jù)。
　　 基于機械振動理論，對力矩電機系統(tǒng)進行機電耦合振動分析，并建立了力矩電機雙質(zhì)塊軸振動數(shù)學(xué)模型。應(yīng)用matl