大型數控轉臺機電的特殊性分析

張麗

摘 要 隨著時代的發展以及科學技術的進步，大型數控轉臺機電在實際的生產過程中獲得了廣泛的運用。為了確保大型數控轉臺機電在生產環節中能夠發揮功效，需要技術人員加強對于大型化數控轉臺機電特性的研究，提高其使用效率。

關鍵詞 大型化 數控轉臺 機電 特殊性

目前，我國的電力、船舶制造等行業獲得了長足的發展。在這樣的背景之下，為了進一步促進該行業的高效運行以及生產環節的有效進展，需要相關部門在實際的作業過程中加強對于大規格、高負載、重切削的高端大型數控機床的運用。事實上，為了促進大型數控轉臺機電的作用能夠在運行的過程中得到充分的發揮，需要技術人員進一步加強對于相關設備的分析以及研究。本文基于此，分析探討大型數控轉臺機電的特殊性。

1大型數控轉臺機電的系統構造

一般而言，大型數控轉臺機電在實際的運行過程中能夠高效的促進伺服電動機旋轉到工作臺旋轉的運動傳遞，并以此為基礎為大型零件的四軸（五軸）聯動加工操作過程提供了可能性。一般而言，大型數控轉臺機電的直徑大于3.5m，其最大的承重為30t。

相關的技術人員在進行大型數控轉臺機電的特殊性分析的工程中，需要加強對于大型數控轉臺機電系統構造的了解，并以此為基礎構建起系統的多自由度運動學以及動力學模型。目前，常用的大型數控轉臺機電主要包含：電動機、行星減速器、蝸桿、蝸輪以及工作臺等構造。

2狀態轉速的影響性分析

目前，施工技術人員在進行大型數控轉臺運動控制操作的過程中，一般需要加強半閉環控制設施的運用。基于這一特性可以得知：數控轉臺的機電性能往往受到轉臺機械傳動鏈的影響。在進行狀態轉速的影響性分析的過程中，需要技術人員借助伺服控制系統，對電動機施加脈沖速度信號，從而以此為基礎在時域內實現對于轉臺轉速響應的分析以及比較。為了確保分析的準確性以及科學性，需要技術人員借助線加速度計以及LMS轉速采集測量通道的運用，實現對于數據的采集。

通過相關的數據分析可以得知，大型化的數控轉臺機電在運行的過程中具有較好的轉速響應。為了進一步分析機械傳動鏈對動態性能的影響，筆者加強了對于伺服電動機在同速度輸入信號下的轉速動態響應分析，通過相關的試驗分析可以得知：電動機的轉速響應也優于轉臺，而且在響應的過程中，其振蕩幅值要低于轉臺。之所以導致這一系列問題的出現，主要是由于轉臺傳動鏈的柔性對轉速動態響應產生的影響。

此外，通過相關的分析研究可以得知：轉臺的轉速在響應結束階段的振蕩幅值需要小于起始階段。之所以出現這種不對稱的狀態行為，主要是因為庫侖摩擦扭矩的作用。在相關的作用之下，轉速響應起始階段摩擦力沒有改變，但是在結束階段由于速度符號的改變，庫侖摩擦扭矩也抑制了響應振動。

此外，通過分析、觀察數控轉臺在3600r/min的階躍速度信號作用下的轉速響應可以得知：大型數控轉臺機電的速度在穩定狀態后，其仍舊會在穩定值附近上下波動，而且這種波動幅度卻沒有存在衰減的趨勢。這種狀態即使通過PI速度調節器的調整也無法消除。導致這一問題出現的原因就在于數控轉臺機械傳動鏈內部的多個柔性單元的剛度激勵引起的。

3轉臺傳動鏈靈敏性分析

通過對于大型數控轉臺機電的特殊性、系統構造以及狀態轉速的影響性進行分析可以得知：制約數控轉臺性能的主要因素就是機械傳動鏈的柔性。在此過程中，為了進一步實現對于機械傳動鏈上各部件柔性對振動影響的分析，筆者在此過程中進行了傳動鏈部件的模態靈敏度分析。

在實際的分析以及探討的過程中，筆者發現數控轉臺傳動鏈系統隸屬于小阻尼系統。基于此可以得知：對于小阻尼系統，其固有頻率與模態頻率（阻尼固有頻率）相差甚微，因此在進行靈敏度分析作業的過程中，需要技術人員將小阻尼系統逐步簡化為無阻尼系統，從而在此基礎上實現對于質量、剛度變化對固有頻率影響的分析。在此過程中，技術人員對無阻尼系統的特征靈敏度進行了分析，其計算公式如下：

此外，在實際的分析操作過程中可以得知；電動機軸的轉動慣量和蝸桿軸的扭轉剛度對數控轉臺傳動鏈的固有頻率影響最大，該結論對于大型數控轉臺的性能優化具有一定的工程指導意義。

4結語

本文主要分析了大型數控轉臺機電的特性。在實際的分析操作過程中，筆者論述了大型數控轉臺機電的系統構造、狀態轉速的影響性分析以及轉臺傳動鏈靈敏性分析。在實際的分析過程中得知：大型數控轉臺機械傳動鏈的柔性遲滯了轉臺的轉速響應，繼而由此阻礙了數控轉臺性能的高效發揮。而庫侖摩擦有利于迅速衰減數控轉臺轉速響應的振動，提升轉臺的整體性能。筆者認為，隨著相關研究的深入，我國的大型數控轉臺機電必將獲得長足的發展。

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