摘要:在車削加工凸輪零件的過程中,刀具要做快速往復運動,其驅動單元應具有較高的速度、加速度與位置。本文深入研究了伺服刀架系統(tǒng)的構成;選擇了刀架直線驅動元件;建立了直流直線電機的數學模型和控制系統(tǒng)。所建立的伺服刀架系統(tǒng)以直線電機作為刀具的伺服驅動元件,采用上、下拉機的控制結構體系與DSP實時伺服控制器,并采用先進的專舉PID控制策略。從而滿足了凸輪車削對速度、加速度、位置精度與行程的要求。
關鍵詞:凸輪車削;伺服;直線電機
引言
要車削加工出凸輪的輪廓曲線,必須根據工件的旋轉角度改變切削點距車床主軸回轉中心的距離,即工件的旋轉角度與刀具徑向位置必需滿足一定的關系,這種關系由凸輪的輪廓曲線決定。傳統(tǒng)的凸輪車削采用仿形法來滿足這一運動關系,但該方法需要制造精度很高的靠模,在加工過程中靠模存在磨損,使加工貢量降低而且加工速度不可能很高。隨著高速、高精度加工的需要,由數控系統(tǒng)代替靠模是發(fā)展的必然趨勢。
1 伺服刀架系統(tǒng)構成
本文凸輪加工伺服刀架系統(tǒng)結構如圖1所示。由主軸旋轉編碼器、刀具位置傳感器、凸輪曲線處理模塊、位置控翩器、功率放大器與伺服驅動元件組成,虛線框內部分由軟件實現。凸輪曲線處理模塊按照輪廓曲線要求,建立主軸轉角與刀具直線位移的映射關系,通過對車床主軸的旋轉角度測量,由凸輪曲線處理模塊輸出刀具直線運動的位置控制信號,經伺服系統(tǒng)放大后驅動車削刀具往復運動,加工出凸輪輪廓曲線。
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直線電機驅動的凸輪車削伺服刀架系統(tǒng)研究[/align][/b]