【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】新型直驅(qū)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架運動學(xué)和動力學(xué)仿真
【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】新型直驅(qū)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架運動學(xué)和動力學(xué)仿真,機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯,機械類,畢業(yè)論文,中英文,對照,對比,比照,文獻,翻譯,新型,數(shù)控,刀架,運動學(xué),以及,動力學(xué),仿真
附錄 1:外文翻譯
新型直驅(qū)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架運動學(xué)和動力學(xué)仿真
戴遠行,張?zhí)烊?,張學(xué)偉,于天保東北大學(xué)機械工程學(xué)院
中國沈陽 daiweixl@sina.cn, tianjiangruixue@126.com,
xuewzhang@163.com, tbyu@mail.neu.edu.cn
關(guān)鍵詞:運動學(xué)建模,數(shù)控刀塔工具,[DDRDDR 全稱是 DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM,
雙倍速率 SDRAM)],虛擬樣機技術(shù)。
摘要:構(gòu)建新型直接驅(qū)動數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的三維模型,并將該模型引入 ADAMS[ADAMS,即機械系統(tǒng)動力學(xué)自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems),該軟件是美國機械動力公司(Mechanical Dynamics Inc.)(現(xiàn)已并入美國 MSC 公司)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件]進行運動學(xué)和動力學(xué)仿真。在運動學(xué)模擬中,觀察直接驅(qū)動的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的運動過程,并將運動部件的軌跡繪制成一條曲線。模擬在實際情況下數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架力的狀態(tài),計算軸向載荷,并驗證動力學(xué)模擬中的夾緊力。
介紹
有優(yōu)勢的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架通常基于液壓系統(tǒng),與傳統(tǒng)液壓系統(tǒng)相比,它在許多方面也取得了明顯的進步,但還可以繼續(xù)提升。將直接驅(qū)動技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計中,不僅可以減少結(jié)構(gòu)部件的數(shù)量,還可以提高轉(zhuǎn)塔刀架的可靠性。它可以廣泛應(yīng)用于下一代數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計。本文提出了一種新型的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架,可以通過端齒分度表精確定位,在 DDR 伺服電機和主軸安裝花鍵,刀具位置可以通過絕對編碼器識別。使用液壓驅(qū)動裝置實現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的鎖定和解鎖功能,可通過壓力傳感器檢測這種狀況。
如圖 1 所示,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出刀具選擇指令后,數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架控制系統(tǒng)將會計算出旋轉(zhuǎn)方向和步數(shù),然后伺服驅(qū)動器從數(shù)控系統(tǒng)接收指令,驅(qū)動電機。伺服驅(qū)動器與內(nèi)部編碼器大致對齊數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架,端齒分度臺將確保定位精度。
44
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
圖 1.控制示意圖
數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀具三維模型
Pro/Engineer Wildfire3.0 可以使用 MechPro2005 插件接口與 ADAMS2005 無縫連接,因此我們可以在 Pro/E 環(huán)境中很快的將 3D 模型引入 ADAMS 并獲得高質(zhì)量的圖片。如果我們通過像 IGES 這樣的中間格式將 3D 模型引入到 ADAMS 中,則會在零件的表面上發(fā)現(xiàn)一些皺紋。基本上所有的 3D 建模軟件都可以通過中間格式將 3D 模型引入 ADAMS。但有一個問題,就是當一個由螺栓連接部件組成的組件被引入到 ADAMS 中時。它會散落在許多沒有連接的分離的部件之間。為了在 ADAMS 環(huán)境中模擬,我們需要添加很多的固定約束來連接這些部件來滿足要求。增加這么多的固定約束不僅給我們帶來了沉重的工作量,而且對分析結(jié)果也會造成不利影響。
A.驅(qū)動模型。驅(qū)動模型由外轉(zhuǎn)子,內(nèi)定子,外殼,法蘭,星型聯(lián)軸器和編碼器組成。 DDR 伺服電機提供扭矩來控制旋轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)換。額定轉(zhuǎn)矩 T,轉(zhuǎn)子直徑 D 和轉(zhuǎn)子長度 L 之間的公式如下。
T μ D2 L
(1)
這意味著我們應(yīng)該增加轉(zhuǎn)子的長度和直徑來獲得充分的扭矩。大多時候,我們使用內(nèi)部轉(zhuǎn)子,雖然外部轉(zhuǎn)子電機在相同尺寸的情況下可以提供較大的扭矩。
B.運動模型。運動模型是數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的重要組成部分,端齒分度臺可精確定位數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架。如圖 3 所示,活塞與推動液壓油沿軸向移動鎖定盤實現(xiàn)鎖定解鎖功能[1]。整體組裝的效果如圖 4 所示。
虛擬模型的運動學(xué)模擬,也被稱為裝配系統(tǒng)有復(fù)雜多變的關(guān)系部件的運動聯(lián)合仿真分析運動。運動學(xué)分析與外力無關(guān)。為了方便地觀察和添加固定約束,如圖 5 所示,將模型引入 ADAMS 后我們設(shè)置不同類型的透明度。
45
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
圖 2.驅(qū)動模型 圖 3.運動模型 圖 4.三維模型
剛體運動學(xué)模擬
虛擬模型的運動學(xué)模擬,也被稱為裝配系統(tǒng)有復(fù)雜多變的關(guān)系部件的運動聯(lián)合仿真分析運動。運動學(xué)分析與外力無關(guān)。為了方便地觀察和添加固定約束,如圖 5 所示,將模型引入 ADAMS 后我們設(shè)置不同類型的透明度。
圖 5.轉(zhuǎn)塔刀架虛擬模型 圖 6.活塞位移和轉(zhuǎn)子角度順序
在完成 ADAMS 系統(tǒng)設(shè)置后,添加約束和運動,我們需要定義模型零件的運動功能[2]。當數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架接收到轉(zhuǎn)移指令時,液壓缸向后拉動鎖定盤(活塞沖程為 10mm,設(shè)計速度為 50mm/s)。傳感器發(fā)出“松開”信號 30ms 后。由伺服電機驅(qū)動的數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架轉(zhuǎn)到預(yù)期的角度(這個運動模擬中有四個工作臺,數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架應(yīng)該轉(zhuǎn) 180 度,電機加速時間為 0.1s,轉(zhuǎn)速是 30r/min)。然后停止電機,30ms 后,液壓缸向前推動鎖定盤,壓力傳感器發(fā)出一個“鎖定”信號。這是刀具轉(zhuǎn)換過程[3]。
IF 功能用于模擬伺服電機和液壓缸的運動功能,其格式為:
IF (exp r1:exp r2,expr3,exp r4)
(2)
為了方便描述,我們研究圓盤對每個工作站的時間,以及它從第二秒開始。如圖 7 所示,從 2s 到 2.2s,活塞移動 10mm 來實現(xiàn)鎖定盤的脫離。從 2.2s 到 3.32s,圓盤旋轉(zhuǎn) 180 度,因此此時活塞應(yīng)該停在 10mm 處。在 3.32 秒時,圓盤轉(zhuǎn)到預(yù)期的工作位置,
46
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
活塞開始回到初始位置,活塞從 3.32s 到 3.52s 移動了 10mm,并通過驅(qū)動鎖定圓盤實現(xiàn)了端齒分度臺的鎖定。
圖 7.主活塞在四個站的位移圖 圖 8.轉(zhuǎn)子在四個站的角位移圖
活塞位移功能是:
我們需要為活塞設(shè)置一個平移運動:
以轉(zhuǎn)子為例(圖 8):
電機旋轉(zhuǎn)的 IF 功能表示為:
設(shè)置步數(shù)為 1000,持續(xù) 5 秒。我們得到角速度/角位移的時間曲線如圖 9,和位移/速度曲線如下圖所示(圖 10)。
47
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
圖 9.轉(zhuǎn)子角速度/角度曲線 圖 10.主活塞位移/速度曲線
轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)曲線的功能是分段功能。我們可以從圖 10 中得出,關(guān)鍵點不是光滑的,從而會帶來影響。我們從轉(zhuǎn)子角加速度曲線可以看出,在 2.2s,2.3s,3.22s,3.32s,角加速度值幾乎失真。其原因應(yīng)該是曲線不能在這些點二階求導(dǎo)。
剛體動力學(xué)模擬
刀具受到三個方向的力,主切削力,進給力和推力[4]。這些力與切削速度,進給速度,材料,刀具參數(shù)等很多因素有關(guān)。在不失一般性的情況下,我們在轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計中使用極限參數(shù)。我們在刀尖設(shè)置一個標記點,然后將這一點處的力投影到 XYZ 三個軸上,主切削力 Fz =22535.21N,進給力 Fx ≈0.6 Fz = 13521.13N,后推力 Fy ≈0.7
Fz =15774.65N,刀尖圓的半徑 b=266.25mm。
在旋轉(zhuǎn)圓盤和鎖定圓盤之間添加“Solid to Solid”接觸,設(shè)置接觸參數(shù)和步數(shù)為1000。通過使用默認方程求解器模擬 4 秒鐘,然后繪制端齒分度表上的接觸力隨時間變化的曲線[5]。
圖 11.轉(zhuǎn)塔力學(xué)圖
48
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
圖 12.接觸力曲線
我 們可以從圖 12 中看出刀具突然受到三個方向的力,使 Fx 達到最大值,即70571.324N,然后下降到平均值 56533N。動態(tài)仿真結(jié)果適用于設(shè)計的可承受范圍內(nèi)[6]。
總結(jié)和結(jié)論
在本文中,IF 功能用于模擬伺服電機和液壓缸的運動功能,所以有一些誤差是可以理解的。但在實際應(yīng)用中,伺服驅(qū)動器可以平穩(wěn),快速的啟動和停止電機。通過分析數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架的運動學(xué),新型數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架可以準確的完成所有刀具更換過程中預(yù)期的功能。
參考文獻
[1]G.Patterson and T.Koseki,"Simple Modelling and Prototype Experiments for a New High-Thrust Low-Speed Permanent-Magnet Disk Motor.J.IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS,2011,(47).65-71.
[2]Y.Shibui and Nagano (JP),"Method and device for controlling tool selecting operation of turret tool post"[P],United States Patent US2005/0262976A1,2005,Dec.
[3]Shibui and Yutaka(Saku,JP),"Method and device for controlling tool selecting operation of turret tool post"[P],United States Patent WO2004/018150,2007,Dec.
[4]S.Lee,S.Han and H.Lee,"Assessment of the tool post reliability of a high-stiffness turning machine"[J],Journal of Mechanical Science and Technology,2007,(21):1244-1252.
[5]O.Y.Taek,"Design of precision angular indexing system for calibration of rotary tables”[J],Journal of Mechanical Science and Technology,2012,(3):847-855.
[6]K.K.Tan and A.S.Putra.Control system in servo drives [J],Drives and Control for Industrial Automation,2011,105-142.
49
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
附錄 2:外文原文
50
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
51
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
52
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
53
CK3263B 數(shù)控車床轉(zhuǎn)塔刀架的設(shè)計
收藏
編號:12251311
類型:共享資源
大?。?span id="ievbyqtbdd" class="font-tahoma">960.83KB
格式:RAR
上傳時間:2020-05-08
5
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯
機械類
畢業(yè)論文
中英文
對照
對比
比照
文獻
翻譯
新型
數(shù)控
刀架
運動學(xué)
以及
動力學(xué)
仿真
- 資源描述:
-
【機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯】新型直驅(qū)數(shù)控轉(zhuǎn)塔刀架運動學(xué)和動力學(xué)仿真,機械類畢業(yè)論文中英文對照文獻翻譯,機械類,畢業(yè)論文,中英文,對照,對比,比照,文獻,翻譯,新型,數(shù)控,刀架,運動學(xué),以及,動力學(xué),仿真
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學(xué)習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。