適用于大橢圓高速車削的刀架系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、對于重型發(fā)動機，活塞在工作過程中由于受到側(cè)壓力、高溫、高負(fù)荷等作用，產(chǎn)生膨脹變形。為了改善活塞與缸壁間的配合間隙，大功率活塞外圓截面設(shè)計為大橢圓度組合型線，復(fù)雜的外形和高頻響高精度要求大大增加了外圓型面的加工難度，也提高了對控制系統(tǒng)高實時性的控制需求。目前廣泛采用的加工方式是基于PC的全數(shù)控車床。制約大橢圓度高速車削的關(guān)鍵技術(shù)主要包括:(1)基于加速度最小沖擊條件下組合橢圓軌跡規(guī)劃;(2)高頻響刀架驅(qū)動系統(tǒng)PID智能自整定技術(shù)。本文主要

2、針對適用于大橢圓度高速車削的直線伺服刀架系統(tǒng)進行加工軌跡優(yōu)化和控制技術(shù)研究，以提高伺服刀架系統(tǒng)的快速跟蹤性能，減小加工誤差，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對活塞外圓的型面特征及數(shù)學(xué)模型進行分析概括，指出了截面為組合型線的大橢圓度外圓現(xiàn)有設(shè)計方法的不足，提出了三種基于極小沖擊的型線重構(gòu)優(yōu)化方法，通過MATLAB從理論上分析其合理性。
　　(2)為了提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力，避免因系統(tǒng)反饋滯后等因素對加工精度造成的不良影響，基于前

3、饋思想，在直線伺服刀架三環(huán)控制中加入加速度前饋對誤差進行補償，并通過仿真驗證了其可行性。
　　(3)設(shè)計了一種模糊自適應(yīng)PID控制器，將傳統(tǒng)的PID控制與智能控制算法中的模糊控制進行結(jié)合，實現(xiàn)了直線伺服刀架三環(huán)控制中位置環(huán)和速度環(huán)參數(shù)的自整定，并將其與傳統(tǒng)的PID控制方式進行對比。
　　(4)介紹了適用于大橢圓車削加工的直線伺服刀架系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和運動控制方式;通過空載加工實驗，驗證了電流環(huán)的加速度前饋補償有利于提高系統(tǒng)的快