直线电机驱动的冲压机床仿真、分析与控制研究

直线电机直接驱动的冲压机床具有“零传动”、无机械磨损、响应快、结构简单等特点,是精密冲压机床的重要发展方向之一。在设计直线电机驱动的冲压机床结构的基础上,利用 ADAMS 软件对简化后的冲床的工作过程进行了动力学仿真分析,得到了运动部件位移-时间、速度-时间、加速度-时间及冲压力-时间等曲线,其结果均与设计要求吻合;然后利用HyperMesh 有限元软件分析了冲床直接承载部件-模架的刚度,通过分析可知：设计的模架结构满足刚度使用要求;最后设计了冲压机床的控制系统。     

直线电机驱动的冲压机床设计与研究

直线电机驱动的冲压机床可以实现"零传动",其结构简单,控制精度高,噪声小,是精密数控冲压机床的重要发展方向。通过对比分析,确定圆筒型直线电机作为冲压机床的动力源,并设计出机床的动力系统、缓冲机构等主要零部件;在此基础上,利用ADAMS软件对冲压过程进行仿真,得到了冲裁力仿真曲线,冲裁力为53 kN左右,满足设计要求;利用HyperMesh有限元软件分析了模架的刚度及床身的约束模态,通过求解计算分析,模架最大变形位置在下端面,为1.689×10~(-3)mm,床身最小固有频率为125.7 Hz,结果均满足机床使用要求。     

直线电机驱动的冲压机床设计与研究北大核心

直线电机驱动的冲压机床可以实现"零传动",其结构简单,控制精度高,噪声小,是精密数控冲压机床的重要发展方向。通过对比分析,确定圆筒型直线电机作为冲压机床的动力源,并设计出机床的动力系统、缓冲机构等主要零部件;在此基础上,利用ADAMS软件对冲压过程进行仿真,得到了冲裁力仿真曲线,冲裁力为53 kN左右,满足设计要求;利用HyperMesh有限元软件分析了模架的刚度及床身的约束模态,通过求解计算分析,模架最大变形位置在下端面,为1.689×10^(-3)mm,床身最小固有频率为125.7 Hz,结果均满足机床使用要求。     

直线电机驱动的冲压机床设计与研究

直线电机驱动的冲压机床可以实现“零传动”，其结构简单，控制精度高，噪声小，是精密数控冲压机床的重要发展方向。通过对比分析，确定圆筒型直线电机作为冲压机床的动力源，并设计出机床的动力系统、缓冲机构等主要零部件；在此基础上，利用ADAMS软件对冲压过程进行仿真，得到了冲裁力仿真曲线，冲裁力为53 kN左右，满足设计要求；利用HyperMesh有限元软件分析了模架的刚度及床身的约束模态，通过求解计算分析，模架最大变形位置在下端面，为1689×10-3 mm，床身最小固有频率为1257 Hz，结果均满足机床使用要求。     

基于直接驱动的数控加工中心设计与静态性能分析

分析了直接驱动方式对机床结构的主要要求,介绍了一种适合于直接驱动的加工中心方案,以及电主轴、直线电机直接驱动进给系统的设计方法,对加工中心的主要结构部件进行了优化设计,利用有限元方法对整机进行了静态特性分析,分析结果表明,整机具有较好的静态性能.     

高速大推力直线电机直接驱动进给系统动态性能的分析

大推力直线电机直接驱动是一种新颖的高速数控机床直线进给系统驱动方式,它将直线电机的定子和动子分别安装在机床床身和工作台上,取消一切机械传动环节,大大提高进给系统的伺服性能,但这种驱动方式对外界干扰非常敏感,机床运行过程中切削力甚至进给系统运动部件质量的变化等均是系统的直接干扰.本文根据直接驱动进给系统的控制模型,分析了系统动态刚度的计算方法和主要影响因素,提出了提高动态性能的方法.根据系统的特点,设计动态质量估计器,实现直接驱动进给系统的动态质量在线估计和补偿.对实际系统的仿真分析表明,本文提出的基于系统动态质量在线估计与补偿方法,能大大提高系统的性能.     

超声电机在微小型机床进给系统中的应用

利用微小型机床进行三维微小零件的微细切削加工是一项新兴的制造技术。超声电机是利用压电陶瓷材料激发超声波实现驱动的一种新型电机,与传统的电磁电机相比具有许多优点。文章介绍一种由超声电机直接驱动的微小型机床进给系统,对机床进给系统的定位精度和伺服刚度进行了实验分析。同时,利用该微小型机床加工了一个20μm×450μm×7000μm的薄壁结构。这些实验结果表明,超声电机应用于微小型机床进给系统是可行的。     

圆筒型直线电机及其在机床上的应用

介绍了圆筒型直线电机的工作原理、结构与特点，讨论了圆筒型直线电机在冲压机、并联机床以及并联机构坐标测量机等机床上的应用情况与进展。     

高性能直驱混联数控机床静刚度分析

基于模块化设计技术,开发了一种由直线电机驱动的高性能混联数控机床,主要由2-DOF并联主轴头和XY工作台两大功能模块组成。以该机床并联主轴模块为研究对象,基于边界元和刚度矩阵组集方法,建立了机床静刚度模型,并编制了刚度计算软件,由此计算得到机床主轴在整个工作空间内位置刚度和旋转刚度的分布。数值仿真表明:该机床具有较好的刚度特性,满足轻切削加工静刚度设计要求。     

精冲模架的设计和制造

一、液压模架: 由于精冲有特殊的冲压原理,模具凸、凹模间隙小和需要可调的齿卷压力与推件力,在一般压床上是无法获得的。在国外有专用精冲压机(三动冲床)。而国内目前仅试制了几台,由于设备少而模具精度高,为了在一般压机上能取得三个施加压力的动作,我们在一机部机电所的配合下,设计制造了100吨冲床使用的液压模架(见图1)     

用于直接驱动机床主轴的大推力圆筒型永磁直线电机的研究

根据机床主轴进给性能指标的要求,计算圆筒型永磁直线电机的主要尺寸参数,然后通过有限元分析对电机的输出性能进行优化。最后设计基于各相独立电流环控制的控制方案,完成机床主轴直线电机进给系统的总体设计。设计的大推力圆筒型永磁直线电机能实现机床主轴的直接进给驱动,具有效率高,精度高,动态响应快等优点。     

精密高速伺服数控冲床主机结构设计

为了实现空调翅片的精密高速冲压,设计了一款精密高速伺服数控冲床用主机结构。重点介绍了冲床主机的整体设计、床身结构设计、传动系统的设计、闭合高度调节系统的设计和液压系统的设计。通过分析开闭式机身结构优缺点、铸造结构特点、球墨铸铁材料特性和框架结构床身的受力特点后设计出整体框架闭式球墨铸铁铸造结构的床身;为了满足翅片高速冲压和大冲压力的要求,设计出采用齿轮增力的伺服电机驱动的传动系统;根据螺旋传动的特点,设计出由伺服电机、调节螺杆组成的闭合高度调节机构;为了实现滑块平衡施压、缓冲保护床身及提模换模的作用,设计出一种液压过载保护系统。设计计算表明,该冲床主机的床身具有较高的强度和刚度,传动系统、闭合高度调节系统和液压系统满足冲床生产翅片的动作要求。     

扬锻：为“中国制造”赢得信任

冲压行业竞争日趋激烈,高精度和高稳定性的高速精密冲床是直接影响到冲压件质量的重要生产设备。已有50年历史的扬州锻压机床集团有限公司（以下简称扬锻）一直将产品定位在高品质,成功获得了用户的信赖,包括空调翅片高速冲压生产线,电机定转子高速冲压生产线,IC引线框架冲压生产线以及应用于易拉盖精密高速冲压工艺的高速精密冲床等等。以下是扬锻为保证高速冲床的高品质定位,在设计理念、构造、制造精度等方面的介绍。     

机床主轴的一种新的校核算法

机床主轴及其部件是机床结构中的关键部件,很多年来都是采用陈旧的设计方法。随着电控技术的迅速发展,新的驱动和传动结构的出现以及高速、高精加工的要求;迫切需要改进机床主轴及其部件的设计方法。首先从主轴轴径的设计公式入手,应用主轴稳定性原理,提出了主轴轴径的校核公式;基于主轴刚度的校核公式,根据国外研究的结果,提出了主轴刚度校核的具体精确的计算方法。     

双作用液压缸在冲压机中的新应用

通过对传统冲床与双作用液压缸冲床的机构及工作过程的分析,得到在近似相同的工作时间内,新型机床的功耗降低了25%.因此,通过改进传统冲压机床的操作控制系统,实现机-电-液-体化,提高工作效率,节约能源.     

连杆增力式电动冲压机的设计

连杆增力式电动冲压机采用连杆式滚珠丝杠副增力动力源,依靠两组三铰接连杆带动冲压装置作上下运动,无需采用复杂的控制程序就能使冲压机实现空载陕进、快退,负载慢进的功能.在不增加驱动电机功率、扭矩,不增大滚珠丝杠副受力的情况下,能使冲切力增大数倍.经特殊设计的冲压装置,能使冲压机具有调整方便、定位精确等优点.     

直接驱动型磁悬浮直线进给单元

介绍一种机床功能部件——直接驱动型磁悬浮直线进给单元的原理与特点,该功能部件由直线电动机提供驱动力,由磁悬浮导轨导向和承载工作台,可满足数控机床高速化、精密化要求。并简述其研究现状和分析其关键技术问题。     

直驱型高速数控机床进给系统设计分析及实验

为克服传统机床"旋转电机+滚珠丝杠"进给传动方式存在的弹性变形大、响应速度慢、易磨损等问题,利用永磁直线同步电机(PMLSM)设计了一种直线电机驱动高速数控机床进给系统。从理论上分析了系统机械结构对动态特性的影响,在此基础上,对最大切削力工况下的进给系统主体结构进行了刚度、强度以及模态分析,最后,实验测试了进给系统的位置精度及动平衡精度。结果表明,该进给系统结构变形量小于0.01mm,最大应力为5.7MPa,且在低阶频率范围内,主动避开1、2、5、6阶加工激振频率可使进给系统具有较高的抗振特性,同时该系统的位置精度、平衡精度均在设计指标内,有效的保证了进给系统主体结构的动态精度及稳定性。     

基于非圆齿轮传动的精密压力机驱动机构设计

针对传统压力机在精密冲压时,难以使冲头严格按照工艺要求的理想曲线运动,导致冲压零件的质量降低,精度达不到要求的缺点。提出一种基于非圆齿轮的新颖驱动机构方案,通过合理设计非圆齿轮的节曲线使冲头严格按照理想速度规律运动。给出了冲头理想速度运动曲线的拟合过程,并提出了确定非圆齿轮传动比的计算方法,分析了相关的约束边界条件,最后给出了非圆齿轮的节曲线的设计方法。与传统的压力机的驱动机构相比,该机构具有设计简单、结构紧凑、冲压精度高等优点,在精密冲压机床中有着很好的应用前景。     

西门子1FN1直线电机的参数配置及转子位置同步

前言目前,市场上高速高精加工机床的进给驱动,主要由传统的旋转伺服电机和精密高速滚珠丝杠组成,从伺服电机到移动部件间有一系列机械元件,势必存在弹性变形、摩擦和反向间隙,相应造成运动滞后和其他非线性误差,而且滚珠丝杠副的移动速度和加速度已提高接近极限。直线电机的出现,实现了机床直线轴的直接驱动,