A HIGH VELOCITY FEED UNIT DRIVEN BY LINEAR MOTOR

In order to realize high speed machining, the special requirements for feed transmission system of the CNC machine tool have to be satisfied. A high velocity feed unit driven by a induction linear motor is developed. The compositions of the high velocity CNC feed unit and main problems in the unit design are discussed.

机床进给永磁直线电机整机系统振动分析

永磁直线电机自身结构特点带来的波动电磁力会引起电机振动,其振动机理与传统旋转电机振动存在差异,尚缺乏直线电机振动的系统分析。以一台14极12槽的永磁直线电机样机为研究对象,分析了电机电磁激振力波主要阶次和频率。探究直线电机振动的分析方法,对动子铁心和考虑整机系统进行模态与振动分析并对比。通过样机实验测试电机振动,并与两种分析模型下的仿真结果作对比。结果表明,电磁力是振动的主要来源,机械环节特性对振动影响很大,不能忽略,考虑整机系统的振动方法能够较好地反映实际工况下直线电机振动情况。

零传动机床的高速直线进给单元的伺服动刚度研究

通过对直线电机进给伺服系统的结构特点和组成原理进行分析 ,推导出直线电机进给系统控制模型 ,利用Matlab&Simulink软件对模型进行了仿真 ,并结合GD - 3型直线进给单元的伺服刚度的实验研究 ,分析了控制参数对直线电机伺服刚度的影响规律。

直线电机进给系统机械系统动态特性研究

为了获得满意的运动精度,针对以往直线电机进给系统研究中被忽略的机械系统动态特性,利用达朗贝尔原理建立了机械系统的动力学模型,对直线电机进给实验台的机械系统动态特性及影响因素进行了理论分析和实验测试,同时分析讨论了机械系统频率特性对进给系统运动精度的影响。结果表明:尽管直线电机进给系统机械环节结构简单,但依然具有复杂的动态特性,影响系统运动精度;伺服控制速度环增益越高,机械系统进给方向固有频率越高;随着进给速度的提高,工作台各方向振动频率与幅值均增大,当速度提高1倍时,俯仰振动和偏摆振动致使工作台产生的位移波动增大2倍。

椭圆零件精密加工中直线电机的控制与应用

介绍了利用直线电机作为砂轮进给驱动的磨削系统。研究了直线电机的伺服控制技术和防磁、散热等问题,应用PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)-PC控制直线电机实现了高速、高精度的往复进给运动,完成了对椭圆零件的高速精密加工。

高速机床的交流直线电机进给驱动系统

针对交流永磁同步直线电机进给驱动系统和交流异步直线电机进给驱动系统两种典型零传动进给系统,阐述了直线电机进给驱动系统的总体结构、运行与控制原理,给出了其控制方法和驱动控制系统的实现方案。

直接驱动进给系统模糊推理自校正控制的研究

直线电机驱动的进给系统是实现数控机床进给高速化的新形式。但加工过程中切削力会对系统造成直接干扰 引起系统不稳定和定位精度下降。介绍一种离线模糊推理、在线自校正的控制方法,可以提高系统的抗干扰能力。

直线电机伺服进给系统及其关键技术问题

介绍了直线电机的发展历程以及在高速精密机床上应用直线电机伺服进给系统的进展情况 ,讨论了直线电机伺服进给系统的一些关键技术问题。

自适应遗传算法在直线电机进给系统伺服参数优化中的应用研究

针对传统经验方法难以得到合理的直线电机进给伺服系统控制参数,提出一种改进的自适应遗传算法对直线电机伺服系统五个控制参数进行同步优化。在分析直线电机进给系统控制原理的基础上,采用实数编码对控制参数进行编码生成种群,根据控制需求确定了由误差积分项、超调量惩罚项、稳定时间项组成的适应度函数,为加快遗传算法的收敛速度、防止算法进入局部收敛,采用非线性变化的自适应交叉率和变异率对算法进行改进。仿真结果显示,改进的自适应遗传算法在保证系统无超调的情况下使稳定时间达到4.1 ms,优于"三环参数整定法"的39 ms和传统遗传算法的5.9ms,相比于三环参数整定法系统达到稳态所需要的时间减少了89.4%;采用改进的自适应遗传算法后正弦信号的平均相对跟随误差绝对值为24.70%,优于"三环参数整定法"和传统遗传算法的51.02%和24.77%。因此,改进的自适应遗传算法在解决直线电机伺服系统多控制参数同步优化问题时,性能优于"三环参数整定法"和传统遗传算法。

直线型超声电机在机床进给系统中的应用

文章简要比较了直线电机驱动和传统滚珠丝杠机床进给驱动的优缺点及直线电磁电机存在的问题 ;详细介绍了直线超声电机的运动机理 ,直线型超声电机相对于电磁式直线电机的优点和直线型超声电机的国内外发展和研究现状 ;并综述了直线型超声电机在机床进给系统中的应用研究现状。

机床进给系统用直线电动机综述

直线电动机是一种新型驱动装置 ,有着广泛的应用。文章简单介绍了直线电动机的基本原理和分类 ,分析了其优缺点 ,综述了国内外的发展情况 。

超高速机床进给系统的零传动

介绍了机床上应用直线电机的进展情况，研究了直线电机高速数控进给单元的组成和设计中应解决的主要问题，指出了直线电机的优越性及其应用前景。

基于GANomaly-GRU的直线电机进给系统健康诊断方法

直线电机进给系统因长期在复杂工况环境下服役导致性能及状态转移随机性更强,对其运行状态进行健康诊断,对于及时发现状态退化趋势并进行预防性维护具有重要意义。针对直线电机进给系统健康诊断中缺乏故障负样本且运行数据时序性强等问题,在分析半监督异常检测生成对抗网络(GANomaly)与门控循环单元(Gated Recurrent Unit,GRU)网络原理的基础上,提出一种新的基于GANomaly-GRU的直线电机进给系统健康诊断方法,该方法在GANomaly网络框架基础上引入GRU设计生成器、判别器和重构编码器,以避免网络出现梯度消失和梯度爆炸等问题,第四子网络采用异常样本概率模型和解码重构(Decoding Reconstruction,DR)评分在无负样本的情况下对直线电机进给系统运行状态进行健康诊断。最后在直线电机进给系统健康诊断实验平台上测试和验证该方法的准确性和快速性,并与经典的诊断方法,如异常检测生成对抗网络(Anomaly Generative Adversarial Networks,AnoGAN)、高效异常检测生成对抗网络(Efficient GAN-Based Anomaly Detection,EGBAD)和无监督深度卷积生成对抗网络(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks,DCGAN)进行对比,结果表明所提方法平均准确率分别提高了13.1%、24.0%和15.2%,诊断时间分别缩短了37、26和13 ms,表明所提方法较好地解决了直线电机进给系统故障样本数据不足和样本标记问题,对难以获取足量有效故障样本数据的复杂机械装备健康诊断具有一定的参考价值。

直线电机进给系统动态性能演化规律数值模拟与试验

为确定随工作台移动进给系统动态响应演变规律,利用达朗贝尔原理建立了工作台处于不同位置的直线电机进给系统动力学模型,基于ANSYS Workbench平台数值模拟分析了工作台处于最左端、中间、最右端位置处的直线电机进给系统模态响应,得到其前4阶固有频率和振型。采用锤击法单点激励多点拾振对两轴联动直线电机进给系统进行模态测试试验,利用LMS测试分析系统得到三种不同位置处的固有频率和振型,试验验证了直线电机进给系统工作台在不同位置移动过程中动态响应数值模拟的正确性和合理性,同时发现随工作台位置变化直线电机进给系统动态特性也随之改变,当工作台处于中间位置时系统模态低阶固有频率大于左右两端位置处,且随着工作台位置的变化系统质量分布出现偏移,为合理确定复杂工况下直线电机进给系统动态时变特性提供依据。

机床进给系统用永磁直线电机法向吸力的研究

采用有限元仿真的方法,建立了永磁直线电机的模型,对初级与次级、次级与机床间的两种法向吸力进行了详细分析。发现了法向吸力在直线电机的实际应用中导致的推力波动问题、装配问题和机床隔磁问题。通过仿真拟合,得到了初级与次级法向吸力的公式,运用补偿措施来减小法向吸力影响。从工艺和设计入手,分析了装配问题的相应解决措施。从电磁分析入手,通过对直线电机底板材料和厚度的讨论分析,提出了一种解决机床隔磁问题的方法。

机床进给系统用直线电机的冷却系统设计

介绍直线电机的结构原理,分析其在机床进给系统中应用的优越性,设计采用循环液冷却的智能温控系统。样机试验结果表明,使用该智能温控系统能得到满意的冷却效果,解决了因直线电机电磁热引起导轨变形、进而导致位移和速度控制精度下降的问题。

精密高速滚珠丝杠副的最新发展及其应用

介绍了精密高速滚珠丝杠副及其国内外发展动态 ,进行了它与直线电动机的性能比较和适用场合的论述 。

精密高速滚珠丝杠副的发展及其应用

论述了什么是精密高速滚珠丝杠副 ,近年国内外精密高速滚珠丝杠副的发展动向 ,精密高速滚珠丝杠副与直线电动机的比较与选择 。

永磁同步直线电机直接进给系统鲁棒PID控制研究

针对高速机床永磁同步直线电机进给单元模型摄动大、扰动力复杂的特点,在建立了进给系统SISO的频域模型的基础上,利用H∞控制理论派生出闭环增益成形方法,对进给系统的频域模型设计了一个鲁棒控制器。仿真和实验表明该非线性控制器跟踪误差、速度响应等性能远优于传统的内嵌式PI控制器,对系统的模型摄动和外界干扰具有较强的鲁棒稳定性。

直线电机在数控车床上的应用

介绍了直线电机的优势以及当前在机床上的应用情况。以CKS6125数控机床为例,介绍了直线电机应用用于机床所遇到的种种问题,并说明了其解决办法。