數(shù)控機床進給系統(tǒng)能量特性研究.pdf

1、我國機械加工系統(tǒng)量大面廣，機床總量世界第一，能量消耗總量巨大。同時，大量統(tǒng)計資料表明：機床能量利用率十分低下，平均低于30％，節(jié)能潛力很大。因此，對機床能量特性的研究就顯得意義重大。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機床正逐步取代傳統(tǒng)機床，在我國所占比重越來越大。與傳統(tǒng)機床相比，數(shù)控機床具有能量源多、能耗規(guī)律復(fù)雜等一系列特點；而進給系統(tǒng)是其重要組成部分，不少能量特性尚待深入研究。因此，本文對數(shù)控機床進給系統(tǒng)能量特性展開研究，主要工作如下：

2、r>　　 首先總體分析了數(shù)控機床的能量流構(gòu)成，研究了數(shù)控機床進給系統(tǒng)能量流以及能量損耗特性，為建立進給系統(tǒng)功率模型提供了基礎(chǔ)。
　　 其次，對數(shù)控機床進給系統(tǒng)各組成部分進行動力學(xué)分析，建立了動力學(xué)平衡方程式，進一步得到電機輸出扭矩綜合表達式。同時，分析了進給系統(tǒng)的矢量控制系統(tǒng)，得到扭矩與電樞電流關(guān)系表達式，結(jié)合進給系統(tǒng)能量運行流程及損耗特點，建立了數(shù)控機床進給系統(tǒng)功率模型。
　　 然后，基于數(shù)控機床進給系統(tǒng)功率模型，分

3、別研究了進給系統(tǒng)空載功率消耗特性及切削功率消耗特性。提出了數(shù)控機床進給系統(tǒng)能量效率及能量利用率，并分析了影響因素。通過分析表明：在空載狀態(tài)，進給系統(tǒng)空載功率與空載伺服電機角速度近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系；在切削狀態(tài)，當伺服電機角速度為恒值時，進給系統(tǒng)輸入功率與進給力近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系；當進給力為恒值時，進給系統(tǒng)輸入功率與伺服電機角速度近似成單調(diào)遞增的二次函數(shù)關(guān)系。同時，通過理論分析可以得到：當伺服電機角速度恒定時，進給系統(tǒng)能