電火花成型機(jī)主軸直線驅(qū)動伺服控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在電火花成型加工中，主軸需要反復(fù)地進(jìn)給與抬刀，而現(xiàn)有的電火花成型機(jī)一般采用“旋轉(zhuǎn)電機(jī)+滾珠絲杠”的傳動方式，使得加工的精度與效率受到較大的限制。本文在寧波市科技攻關(guān)項目(2011B1031)的支持下，用直線電機(jī)替代了傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)來驅(qū)動主軸的伺服系統(tǒng)。該“直接驅(qū)動”的方式取消了中間傳動環(huán)節(jié)，因而避免了因機(jī)械傳動產(chǎn)生的間隙、摩擦損耗、響應(yīng)滯后等問題，提高了系統(tǒng)運行的效率與快速響應(yīng)能力。除此之外，由于采用的直線電機(jī)在電火花成型加工的抬刀過程

2、中能提供較大的加速度，有利于加工屑排出。因此，對直線電機(jī)驅(qū)動的電火花成型機(jī)主軸運動的研究有著重要的實用價值。
　　本文以電火花成型機(jī)主軸為研究對象，設(shè)計了適用于電火花成型加工的直線驅(qū)動的伺服系統(tǒng)。全文共分為六章:
　　第一章:簡述了課題的研究背景和意義，介紹了電火花成型加工、直線電機(jī)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及直線電機(jī)在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用現(xiàn)狀，并闡明了本文的主要研究內(nèi)容。
　　第二章:設(shè)計直線驅(qū)動主軸結(jié)構(gòu)，分析其運行時多重擾動力并

3、建立數(shù)學(xué)模型。結(jié)合有限元分析軟件分析直線電機(jī)固有的端部效應(yīng)及齒槽效應(yīng)，并對直線電機(jī)運行過程中摩擦力和負(fù)載擾動進(jìn)行分析，基于上述擾動分析建立直線電機(jī)的數(shù)學(xué)模型，為直線電機(jī)的控制提供理論基礎(chǔ)。
　　第三章:設(shè)計基于干擾觀測的主軸伺服控制系統(tǒng)。以電火花成型機(jī)主軸伺服系統(tǒng)為對象，基于矢量控制原理對永磁同步直線電機(jī)進(jìn)行控制，并考慮主軸配重機(jī)構(gòu)設(shè)計基于擾動觀測的模糊控制器，以滿足電火花成型加工中快速抬刀與慢速進(jìn)給的要求，實現(xiàn)對主軸伺服系統(tǒng)的精

4、確控制，并通過Matlab/Simulink對主軸直線電機(jī)與控制系統(tǒng)進(jìn)行仿真。
　　第四章:完成主軸控制系統(tǒng)硬件電路與程序。針對電火花成型加工要求，設(shè)計了基于TMS320F2808的模塊化硬件電路，包括電源電路、顯示器接口電路、CAN接口電路、A/D采樣電路、驅(qū)動模塊等電路?；贒SP開發(fā)軟件CCStudio v3.3對系統(tǒng)軟件進(jìn)行設(shè)計，在構(gòu)建系統(tǒng)軟件總體構(gòu)架后對主要模塊軟件進(jìn)行了設(shè)計，實現(xiàn)了控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計。
　　第五章