基于伺服電流與切削力關系模型的自適應數控技術研究.pdf

1、智能自適應數控加工可根據加工狀況的改變，自動調整切削速度、進給速度、切削深度等加工參數，而大幅度地提高加工質量和加工效率，使得智能自適應數控技術成為21世紀數控技術發(fā)展主流。目前國內外對智能自適應數控加工的研究大多集中在對轉矩變化的控制上，對切削力變化的控制還局限于直接測量切削力來完成。這種方法存在著許多缺陷，以至于該項技術長期未能推廣。 本論文在分析總結國內外在數控機床自適應監(jiān)控方面的研究動態(tài)及趨勢的基礎上，借助FANUC數控

2、平臺，開發(fā)了三維數控加工實驗系統(tǒng)，對數控機床及交流伺服電機矢量控制原理進行了系統(tǒng)的分析，提出了進給伺服電流間接監(jiān)測切削力這一研究思路。首次對伺服電機的特性進行研究，將伺服電機作為測力儀，通過建立切削力與伺服電機電流的對應模型，進行三維切削力的測量與分析。主要研究內容如下： 選取FANUC數控平臺，深入研究數控系統(tǒng)內部功能結構，對吊掛單元、電柜單元、伺服單元采用模塊化設計思想。開發(fā)操作面板、I/O分配板、繼電器板、控制柜等；對電柜

3、單元、電路板單元的電器元件的布局精心設計，達到強弱電分離、數字地和模擬地分離、系統(tǒng)區(qū)域屏蔽的效果；編制PMC程序，最后進行系統(tǒng)調試。結合三坐標工作臺搭建三軸數控銑削實驗平臺。 分析了銑削加工過程，依據三相永磁同步交流伺服電機矢量控制原理，提出伺服電流間接監(jiān)測切削力的測量方法，提取反映切削力變化的電機電流信號特征參數。以上述研究為基礎，基于轉矩模擬平臺、霍爾元件，設計并搭建電磁轉矩—進給伺服電流實驗平臺，進行伺服電流與轉矩關系測量