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直线电机驱动的凸轮车削伺服刀架系统研究

2008-6-27 13:19:00　庄磊左敦稳王珉　供稿

摘要：在车削加工凸轮零件的过程中，刀具要做快速往复运动，其驱动单元应具有较高的速度、加速度与位置。本文深入研究了伺服刀架系统的构成；选择了刀架直线驱动元件；建立了直流直线电机的数学模型和控制系统。所建立的伺服刀架系统以直线电机作为刀具的伺服驱动元件，采用上、下拉机的控制结构体系与DSP实时伺服控制器，并采用先进的专举PID控制策略。从而满足了凸轮车削对速度、加速度、位置精度与行程的要求。
关键词：凸轮车削；伺服；直线电机

引言

要车削加工出凸轮的轮廓曲线，必须根据工件的旋转角度改变切削点距车床主轴回转中心的距离，即工件的旋转角度与刀具径向位置必需满足一定的关系，这种关系由凸轮的轮廓曲线决定。传统的凸轮车削采用仿形法来满足这一运动关系，但该方法需要制造精度很高的靠模，在加工过程中靠模存在磨损，使加工贡量降低而且加工速度不可能很高。随着高速、高精度加工的需要，由数控系统代替靠模是发展的必然趋势。

1 伺服刀架系统构成

本文凸轮加工伺服刀架系统结构如图1所示。由主轴旋转编码器、刀具位

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