浅议进给精密数控车床刀塔进给伺服系统

论文导读：
摘要：数控车床是工程机械的重要设备之一,它综合了机械、电子、自动制约、精密检测等高科技术。随着社会的多样化需求及相关技术的不断进步,数控车床正向着高精度、高速度的领域进展。其中,进给伺服系统作为数控装置和车床机械传动部件间的联系环节,其动态性能和静态性能决定了数控车床刀塔的运动速度、定位精度及工作可靠性等技术指标。所以,探讨与提升伺服系统的技术性能及可靠性,是实现高精密数控车床的关键技术,对于数控车床具有重大现实作用。本课题属国家十一五机床重大专项(HTC325μn),内容为精密数控车床的刀塔进给伺服系统设计,主要做了以下几方面的探讨工作：(1)在浅析刀塔进给伺服系统和电力拖动自动制约工作特点的基础上,采取了全闭环位置伺服制约的设计案例对精密数控车床刀塔进给伺服系统进行制约。(2)对PM进给伺服系统的驱动、调速、机械传动和进给环节进行了设计建模。(3)为PM进给伺服系统的主要部件进行了实际选型。(4)对PM进给伺服系统进行了参数整定,对系统进行Simupnk仿真,并以时域、频域两方面对系统的性能指标进行了浅析。(5)采取模糊自适应PID、混合型模糊-PID及传统PID三种制约对策分别对PM进给伺服系统进行智能制约,并对三种制约对策下的性能进行了比较浅析。探讨结果表明,PM进给伺服系统能够满足精密数控车床刀塔的进给要求。而且三环结构可使进给系统的定位精度大大提升；其中全闭环制约有效地减少了机械传动部分给系统带来的误差。关键词：精密数控论文进给伺服系统论文PM论文三环制约论文模糊制约论文
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Abstract6-10
第1章 绪论10-18

1.1 进给伺服系统的概述10-15

1.1 进给伺服系统的组成10-11

1.2 进给伺服系统的分类11-13

1.3 进给伺服系统的特点13-14

1.4 进给伺服系统的要求14-15

1.2 进给伺服系统的进展15-16

1.3 课题探讨作用与内容16-18

1.3.1 课题探讨的来源16

1.3.2 课题探讨的背景16-17

1.3.3 课题探讨的内容17-18

第2章 交流进给伺服系统的构成概述18-26

2.1 驱动装置—永磁同步电动机18-20

2.

1.1 永磁同步伺服电动机的组成结构18-19

2.

1.2 永磁同步伺服电动机的工作原理19-20

2.2 传动装置—滚珠丝杆副20-22

2.1 滚珠丝杠副的结构及工作原理20

2.2 滚珠丝杠副的特点20-21

2.3 滚珠丝杠副的参数及精度21-22

2.4 滚珠丝杠副的安装方式22

2.3 运动装置—工作台导轨22-23

2.4 检测装置—莫尔条纹式光栅23-26

2.4.1 光栅的运用组成23-24

2.4.2 莫尔条纹式光栅24-26

第3章 交流进给伺服系统设计与建模26-44

3.1 PM伺服系统驱动环节设计建模26-28

3.2 PM伺服系统调速环节设计建模28-36

3.

2.1 PM伺服系统电流环设计29-33

3.

2.2 PM伺服系统速度环设计33-36

3.3 PM伺服系统传动环节设计建模36-39

3.4 PM伺服系统进给环节设计建模39-44

第4章 交流伺服系统参数整定与仿真44-62

4.1 PM进给伺服系统主要部件的选型44-51

4.

1.1 直线运动单元的选型44-46

4.

1.2 交流伺服电机的选型46-50

4.

1.3 位置检测元件的选型50-51

4.2 PM进给伺服系统参数整定与仿真51-62
4.

2.1 三环伺服系统电流环整定与仿真51-52

4.

2.2 三环伺服系统速度环整定与仿真52-54

4.

2.3 三环伺服系统位置环整定与仿真54-62

第5章 交流进给伺服系统的智能制约62-72

5.1 模糊自适应PID制约62-68

5.2 混合型模糊-PID制约68-70

5.3 三种PID制约的比较70-72

第6章 结论与展望72-74
参考文献74-78
攻读学位期间发表的学术论文78-80
致谢80