新型无轴向进给齿轮珩磨机床控制技术研究

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齿轮传动广泛应用于各类机械设备的变速和传动过程中。提高齿轮的加工精度、加工效率,同时降低机床制造成本和齿轮加工成本是迫在眉睫的问题。本文所阐述的新型无轴向进给齿轮珩磨机床相较于一般齿轮珩磨机床而言,主要有以下优点:对齿轮两侧齿面同时进行磨削从而消除齿轮加工时的装夹误差;采用45号钢质基体的珩磨轮经过车削加工后进行表面电镀CBN涂层处理,降低制造难度和制造成本;珩磨轮采用双渐开线蜗杆构型强制珩磨齿轮消除理论构形误差;采用双伺服电机控制两蜗杆型珩磨轮简化了传动机构和减速机构,显著降低了机床的使用成本和后期维护成本。珩磨齿轮过程中,控制系统需对两电机进行联动控制。本文主要着眼于对该机床的控制技术进行研究,通过采用多轴独立运动控制卡和双伺服电机组合的方式完成机床控制系统的主要硬件搭载。对运动控制卡进行二次编程进而满足机床加工齿轮过程中的各种动作要求。控制运动控制卡执行不同的控制策略使机床控制系统既满足同步磨削状态下的较高要求的同步精度,同时又能进行两电机的变相位操作进而完成加工过程中的进给作业以及纠正珩磨作业过程中可能产生的误差。本文的研究工作如下:1、对新型无轴向进给齿轮珩磨机床工作原理和运动形式进行阐述,同时对机床整体进行力学性能分析,保证机床在工作条件下产生的振动、变形、噪声等对控制系统不会造成显著影响。2、针对机床加工作业的运动特征,设计一种实用性较强的双轴控制系统,并完成对控制系统所搭载硬件的计算选型和电气连接,同时根据机床作业时的不同动作提出对应的控制策略进行匹配。3、以交流永磁同步伺服电机为对象建立相关数学模型,使用MATLAB软件中的Simulink模块建立双交流永磁同步伺服电机控制系统模型,进行仿真实验分析双交流永磁同步伺服电机控制系统的控制精度,为调整永磁同步伺服电机驱动器内部PID参数提供理论支持。4、借助Visual Basic6.0软件开发平台设计制作机床的控制软件程序,并对控制软件程序进行测定和调试。同时运行程序控制机床完成机床珩磨作业过程中的各种工况条件下的模拟实验,包括机床的空载同步启停实验、空载同步实验、空载变相位角度实验、负载同步启动实验、负载同步实验、负载变相位角度实验、负载微变同步实验,采集实验数据进行分析。5、针对新型无轴向进给齿轮珩磨机床控制系统编写机床使用说明,并介绍了该机床控制系统控制机床珩磨齿轮的加工步骤。
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