張麗

摘 要 隨著時(shí)代的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電在實(shí)際的生產(chǎn)過程中獲得了廣泛的運(yùn)用。為了確保大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中能夠發(fā)揮功效，需要技術(shù)人員加強(qiáng)對(duì)于大型化數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電特性的研究，提高其使用效率。

關(guān)鍵詞 大型化 數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái) 機(jī)電 特殊性

目前，我國的電力、船舶制造等行業(yè)獲得了長足的發(fā)展。在這樣的背景之下，為了進(jìn)一步促進(jìn)該行業(yè)的高效運(yùn)行以及生產(chǎn)環(huán)節(jié)的有效進(jìn)展，需要相關(guān)部門在實(shí)際的作業(yè)過程中加強(qiáng)對(duì)于大規(guī)格、高負(fù)載、重切削的高端大型數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用。事實(shí)上，為了促進(jìn)大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的作用能夠在運(yùn)行的過程中得到充分的發(fā)揮，需要技術(shù)人員進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)于相關(guān)設(shè)備的分析以及研究。本文基于此，分析探討大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的特殊性。

1大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的系統(tǒng)構(gòu)造

一般而言，大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電在實(shí)際的運(yùn)行過程中能夠高效的促進(jìn)伺服電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)到工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)傳遞，并以此為基礎(chǔ)為大型零件的四軸（五軸）聯(lián)動(dòng)加工操作過程提供了可能性。一般而言，大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的直徑大于3.5m，其最大的承重為30t。

相關(guān)的技術(shù)人員在進(jìn)行大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的特殊性分析的工程中，需要加強(qiáng)對(duì)于大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電系統(tǒng)構(gòu)造的了解，并以此為基礎(chǔ)構(gòu)建起系統(tǒng)的多自由度運(yùn)動(dòng)學(xué)以及動(dòng)力學(xué)模型。目前，常用的大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電主要包含：電動(dòng)機(jī)、行星減速器、蝸桿、蝸輪以及工作臺(tái)等構(gòu)造。

2狀態(tài)轉(zhuǎn)速的影響性分析

目前，施工技術(shù)人員在進(jìn)行大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)控制操作的過程中，一般需要加強(qiáng)半閉環(huán)控制設(shè)施的運(yùn)用?；谶@一特性可以得知：數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的機(jī)電性能往往受到轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)鏈的影響。在進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)速的影響性分析的過程中，需要技術(shù)人員借助伺服控制系統(tǒng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)施加脈沖速度信號(hào)，從而以此為基礎(chǔ)在時(shí)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)于轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速響應(yīng)的分析以及比較。為了確保分析的準(zhǔn)確性以及科學(xué)性，需要技術(shù)人員借助線加速度計(jì)以及LMS轉(zhuǎn)速采集測量通道的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)對(duì)于數(shù)據(jù)的采集。

通過相關(guān)的數(shù)據(jù)分析可以得知，大型化的數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電在運(yùn)行的過程中具有較好的轉(zhuǎn)速響應(yīng)。為了進(jìn)一步分析機(jī)械傳動(dòng)鏈對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響，筆者加強(qiáng)了對(duì)于伺服電動(dòng)機(jī)在同速度輸入信號(hào)下的轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析，通過相關(guān)的試驗(yàn)分析可以得知：電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)也優(yōu)于轉(zhuǎn)臺(tái)，而且在響應(yīng)的過程中，其振蕩幅值要低于轉(zhuǎn)臺(tái)。之所以導(dǎo)致這一系列問題的出現(xiàn)，主要是由于轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)鏈的柔性對(duì)轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)響應(yīng)產(chǎn)生的影響。

此外，通過相關(guān)的分析研究可以得知：轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速在響應(yīng)結(jié)束階段的振蕩幅值需要小于起始階段。之所以出現(xiàn)這種不對(duì)稱的狀態(tài)行為，主要是因?yàn)閹靵瞿Σ僚ぞ氐淖饔谩Ｔ谙嚓P(guān)的作用之下，轉(zhuǎn)速響應(yīng)起始階段摩擦力沒有改變，但是在結(jié)束階段由于速度符號(hào)的改變，庫侖摩擦扭矩也抑制了響應(yīng)振動(dòng)。

此外，通過分析、觀察數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)在3600r/min的階躍速度信號(hào)作用下的轉(zhuǎn)速響應(yīng)可以得知：大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的速度在穩(wěn)定狀態(tài)后，其仍舊會(huì)在穩(wěn)定值附近上下波動(dòng)，而且這種波動(dòng)幅度卻沒有存在衰減的趨勢。這種狀態(tài)即使通過PI速度調(diào)節(jié)器的調(diào)整也無法消除。導(dǎo)致這一問題出現(xiàn)的原因就在于數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)鏈內(nèi)部的多個(gè)柔性單元的剛度激勵(lì)引起的。

3轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)鏈靈敏性分析

通過對(duì)于大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的特殊性、系統(tǒng)構(gòu)造以及狀態(tài)轉(zhuǎn)速的影響性進(jìn)行分析可以得知：制約數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)性能的主要因素就是機(jī)械傳動(dòng)鏈的柔性。在此過程中，為了進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)鏈上各部件柔性對(duì)振動(dòng)影響的分析，筆者在此過程中進(jìn)行了傳動(dòng)鏈部件的模態(tài)靈敏度分析。

在實(shí)際的分析以及探討的過程中，筆者發(fā)現(xiàn)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)鏈系統(tǒng)隸屬于小阻尼系統(tǒng)?；诖丝梢缘弥簩?duì)于小阻尼系統(tǒng)，其固有頻率與模態(tài)頻率（阻尼固有頻率）相差甚微，因此在進(jìn)行靈敏度分析作業(yè)的過程中，需要技術(shù)人員將小阻尼系統(tǒng)逐步簡化為無阻尼系統(tǒng)，從而在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)對(duì)于質(zhì)量、剛度變化對(duì)固有頻率影響的分析。在此過程中，技術(shù)人員對(duì)無阻尼系統(tǒng)的特征靈敏度進(jìn)行了分析，其計(jì)算公式如下：

此外，在實(shí)際的分析操作過程中可以得知；電動(dòng)機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和蝸桿軸的扭轉(zhuǎn)剛度對(duì)數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)鏈的固有頻率影響最大，該結(jié)論對(duì)于大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)的性能優(yōu)化具有一定的工程指導(dǎo)意義。

4結(jié)語

本文主要分析了大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的特性。在實(shí)際的分析操作過程中，筆者論述了大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電的系統(tǒng)構(gòu)造、狀態(tài)轉(zhuǎn)速的影響性分析以及轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)鏈靈敏性分析。在實(shí)際的分析過程中得知：大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)械傳動(dòng)鏈的柔性遲滯了轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)，繼而由此阻礙了數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)性能的高效發(fā)揮。而庫侖摩擦有利于迅速衰減數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)速響應(yīng)的振動(dòng)，提升轉(zhuǎn)臺(tái)的整體性能。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)研究的深入，我國的大型數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)電必將獲得長足的發(fā)展。

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