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加工中心的进给驱动系统,在现今的高速加工中,必须达到高速度和高精度的要求,其动态特性对于加工中心的加工速度、动作稳定性和所加工产品的精度等方面起着非常关键的作用。所以,有必要深入地分析研究进给驱动结构的动态特性。本课题将VMC850立式加工中心作为研究对象,对其进行刚柔耦合动力学建模,并进行机电联合,以实现仿真分析其动态特性。首先联合使用SolidWorks和ADAMS创建了VMC850的多刚体动力学模型,并进行了动力学仿真,分析其位移曲线和速度曲线,从而证明了多刚体动力学建模的正确性。考虑到丝杠的弹性变形会使得加工中心进给速度产生波动,会影响加工精度,因此使用ANSYS创建了丝杠的模态中性文件(MNF文件),与ADAMS联合将刚性体丝杠替换为柔性体。再对所建立的刚柔耦合动力学模型进行仿真分析,与原多刚体动力学模型的结果进行对比。仿真得到的刚柔耦合动力学模型的速度曲线在速度值0.5m/s的附近上下波动,这种波动是由丝杠的弹性变形引起的,从而表明使用刚柔耦合动力学模型进行仿真分析更接近实际工况。而且考虑了非线性因素(移动结合面、摩擦力、轴承启动摩擦、丝杠预紧力)对进给运动的影响,并在仿真系统中添加了相应参数,以使得仿真模型更接近实际。然后使用MATLAB/Simulink创建控制系统框图,对于系统的参数使用PID控制调节,再结合所建立的刚柔耦合动力学模型创建所需的机电联合仿真平台,然后根据系统响应调整相应的控制参数,并应用响应时间评价指标来对完成的控制系统进行分析评估,其中X轴、Y轴、Z轴的评价指标分别由1.164、1.144、1.213下降到了1.069、1.058、1.074,从而保证了建立的控制系统快速响应无超调。最后利用建立并调整完成的机电联合仿真平台进行模拟仿真。分别讨论了直线型和S型两种速度控制方法,为加工中心选择更佳的速度控制策略提供了理论依据。然后,将凸轮作为模拟加工的对象,在平台中输入位置控制指令,使得平台完成模拟加工,并将得到的仿真轨迹与理论轨迹相比较,通过分析将模拟加工过程中出现的缺陷与不足表现出来,并针对问题进行分析,提出了改善的方法。诸如各个零部件的位移、速度、加速度以及所受载荷等动力学参数在仿真过程中的变化情况均可进入ADAMS后处理模块分析得到,从而可为进一步改善加工中心提供方向和理论依据。