桥式龙门加工中心滑枕平衡液压系统的设计与研究

论文摘要

大型桥式龙门加工中心当今已经被广泛用于航空航天工业、国防军事工业以及大型模具加工业等重型机械关键产品制造加工上,它能实现高速、高效、高精度切削加工,特别是一些大型复杂整体结构件的高速加工本论文是基于某工厂的桥式龙门加工中心液压系统项目展开研究的,主要讲述了此种龙门加工中心的液压系统设计与研究的全部过程,并着重研究了主轴滑枕平衡部分的液压系统设计。在桥式龙门加工中心Z向上,滑枕负载重量很大,运动起来对Z轴电机和滚珠丝杠影响很大,长时间工作容易烧毁电机,造成滚珠丝杠磨损,减少工作寿命。为了解决这些问题,在滑枕上增加平衡油缸,以平衡滑枕的大部分重力。这样会大大减轻Z轴电机和丝杠的受力,减小Z向伺服电机扭矩,从而有利于Z轴平稳运动,并且在机床突然失电或有意外发生时,可以起到安全保护作用。本文利用三通比例减压阀较高的压力控制精度和良好的动态特性,设计一种阀控缸液压系统,使平衡油缸内的油液压力有效的快速跟随滑枕运动而达到稳定,来达到平衡滑枕垂直方向上的力的作用。同时,通过MATLAB/Simulink和DSHplus仿真软件对本液压系统进行了分析,并通过加入模糊PID算法进行控制,缩短系统的响应时间,进一步提升了系统的动态响应性能

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景
• 1.2 龙门加工中心发展现状及趋势
• 1.3 电液比例技术的现状与发展趋势
• 1.4 课题研究的目的和意义
• 1.5 论文主要研究工作
• 第2章 液压系统方案设计
• 2.1 桥式龙门加工中心简介
• 2.2 整体系统方案设计
• 2.2.1 龙门加工中心的特点和要求
• 2.2.2 方案设计
• 2.2.3 主要元器件的选型
• 2.3 滑枕平衡部分比例方案设计
• 2.3.1 滑枕平衡的几种形式
• 2.3.2 方案设计
• 2.3.3 主要元件参数计算
• 2.3.4 主要元器件选型
• 第3章 液压系统建模仿真
• 3.1 液压系统建模与仿真的概述
• 3.2 三通比例减压阀的简介
• 3.3 先导式三通比例减压阀的数学模型
• 3.3.1 比例电磁铁的分析
• 3.3.2 比例阀放大器
• 3.3.3 先导式比例减压阀的数学模型
• 3.4 在Simulink中建立系统的数学模型
• 3.5 在DSHplus中建立液压系统仿真模型
• 3.5.1 DSHplus软件简介
• 3.5.2 在DSHplus中建立液压系统仿真模型
• 3.6 仿真结果分析
• 第4章 控制策略的研究
• 4.1 PID控制
• 4.2 模糊控制
• 4.2.1 模糊控制的发展及特点
• 4.2.2 模糊控制的过程
• 4.2.3 模糊控制器及其基本结构
• 4.3 模糊PID控制
• 4.3.1 模糊自整定PID控制原理
• 4.3.2 模糊自整定PID参数的整定原则
• 4.3.3 模糊自整定PID控制器参数的设计
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢