數(shù)控龍門(mén)移動(dòng)式高速鏜銑床的直線同步進(jìn)給傳動(dòng)
時(shí)間:2008-12-15 13:50:31來(lái)源:ronggang
導(dǎo)語(yǔ):?提出一種同步控制技術(shù),將兩個(gè)直線電機(jī)應(yīng)用到龍門(mén)移動(dòng)式高速鏜銑床中,用直線電機(jī)帶動(dòng)龍門(mén)柱實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給,通過(guò)同步控制技術(shù)使兩個(gè)龍門(mén)柱保持同步。
摘要:提出一種同步控制技術(shù),將兩個(gè)直線電機(jī)應(yīng)用到龍門(mén)移動(dòng)式高速鏜銑床中,用直線電機(jī)帶動(dòng)龍門(mén)柱實(shí)現(xiàn)縱向進(jìn)給,通過(guò)同步控制技術(shù)使兩個(gè)龍門(mén)柱保持同步。本文在提出了設(shè)計(jì)思想之后,設(shè)計(jì)了應(yīng)力補(bǔ)償控制法,并給出具體實(shí)現(xiàn)手段,然后進(jìn)行了仿真研究。
關(guān)鍵詞:同步控制;直線電機(jī);龍門(mén)移動(dòng)式鏜銑床
1 引言
隨著火電、水電、核電、造船、礦山、軋鋼等大型機(jī)械設(shè)備單機(jī)功率容量的不斷增加,與這些單機(jī)功率相匹配的機(jī)械設(shè)備的尺寸與重量也隨之不斷增大,同時(shí)對(duì)加工的精度要求也隨之提高。這就促使了重型和超重型機(jī)床制造技術(shù)的發(fā)展,龍門(mén)移動(dòng)式重型數(shù)控鏜銑床作為大型加工設(shè)備,與龍門(mén)固定型相比,不受加工件的重量限制,在工件長(zhǎng)度相同時(shí),床身的總長(zhǎng)要短,同時(shí)減小了占地面積,運(yùn)動(dòng)體的慣量也較小,從而獲得高的加速度特性。如美國(guó)的Ingersoll公司制造的銑削寬度為7m的龍門(mén)移動(dòng)式龍門(mén)銑,兩個(gè)立柱分別由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng),同步誤差為0.025~0.035mm;法國(guó)FOR—EST—LINE公司生產(chǎn)的龍門(mén)移動(dòng)式高速銑,在汽車(chē)模具加工中獲得了成功應(yīng)用,提高了加工精度和表面質(zhì)量,縮短了生產(chǎn)周期。這種龍門(mén)銑需要采用兩套伺服控制系統(tǒng)來(lái)控制兩個(gè)龍門(mén)柱的進(jìn)給,為了防止龍門(mén)柱的偏移或扭斜,要求兩個(gè)龍門(mén)柱保持同步,這對(duì)控制系統(tǒng)提出了很高的控制要求。所以,如何消除機(jī)械耦合,保證同步,是這類(lèi)機(jī)床一個(gè)至今尚未很好解決的問(wèn)題。
傳統(tǒng)的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)方式是采用“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”式的傳動(dòng)裝置,這種傳動(dòng)方式要經(jīng)過(guò)聯(lián)軸節(jié)、滾珠絲杠和螺母這些中間環(huán)節(jié),雖然能保證一定的精度,但已犧牲速度為前提。(LPMSM)是直接將交流電能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的推力裝置,其基本結(jié)構(gòu)及直線式交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和原理詳見(jiàn)文獻(xiàn)。用直線電機(jī)直接推動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái),可取消從電動(dòng)機(jī)到工作臺(tái)之間的一切中間傳動(dòng)直線交流永磁同步電動(dòng)機(jī)環(huán)節(jié),和電主軸一樣,圖1龍門(mén)移動(dòng)式鏜銑床結(jié)構(gòu)示意圖把傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度縮短為零,實(shí)現(xiàn)機(jī)床的“零傳動(dòng)”。本文在同步傳動(dòng)的驅(qū)動(dòng)元件中采用直線電機(jī),以發(fā)揮其快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。圖1為龍門(mén)移動(dòng)式鏜銑床的結(jié)構(gòu)示意圖。
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