大型数控转台机电的特殊性分析

张丽

摘 要 随着时代的发展以及科学技术的进步，大型数控转台机电在实际的生产过程中获得了广泛的运用。为了确保大型数控转台机电在生产环节中能够发挥功效，需要技术人员加强对于大型化数控转台机电特性的研究，提高其使用效率。

关键词 大型化 数控转台 机电 特殊性

目前，我国的电力、船舶制造等行业获得了长足的发展。在这样的背景之下，为了进一步促进该行业的高效运行以及生产环节的有效进展，需要相关部门在实际的作业过程中加强对于大规格、高负载、重切削的高端大型数控机床的运用。事实上，为了促进大型数控转台机电的作用能够在运行的过程中得到充分的发挥，需要技术人员进一步加强对于相关设备的分析以及研究。本文基于此，分析探讨大型数控转台机电的特殊性。

1大型数控转台机电的系统构造

一般而言，大型数控转台机电在实际的运行过程中能够高效的促进伺服电动机旋转到工作台旋转的运动传递，并以此为基础为大型零件的四轴（五轴）联动加工操作过程提供了可能性。一般而言，大型数控转台机电的直径大于3.5m，其最大的承重为30t。

相关的技术人员在进行大型数控转台机电的特殊性分析的工程中，需要加强对于大型数控转台机电系统构造的了解，并以此为基础构建起系统的多自由度运动学以及动力学模型。目前，常用的大型数控转台机电主要包含：电动机、行星减速器、蜗杆、蜗轮以及工作台等构造。

2状态转速的影响性分析

目前，施工技术人员在进行大型数控转台运动控制操作的过程中，一般需要加强半闭环控制设施的运用。基于这一特性可以得知：数控转台的机电性能往往受到转台机械传动链的影响。在进行状态转速的影响性分析的过程中，需要技术人员借助伺服控制系统，对电动机施加脉冲速度信号，从而以此为基础在时域内实现对于转台转速响应的分析以及比较。为了确保分析的准确性以及科学性，需要技术人员借助线加速度计以及LMS转速采集测量通道的运用，实现对于数据的采集。

通过相关的数据分析可以得知，大型化的数控转台机电在运行的过程中具有较好的转速响应。为了进一步分析机械传动链对动态性能的影响，笔者加强了对于伺服电动机在同速度输入信号下的转速动态响应分析，通过相关的试验分析可以得知：电动机的转速响应也优于转台，而且在响应的过程中，其振荡幅值要低于转台。之所以导致这一系列问题的出现，主要是由于转台传动链的柔性对转速动态响应产生的影响。

此外，通过相关的分析研究可以得知：转台的转速在响应结束阶段的振荡幅值需要小于起始阶段。之所以出现这种不对称的状态行为，主要是因为库仑摩擦扭矩的作用。在相关的作用之下，转速响应起始阶段摩擦力没有改变，但是在结束阶段由于速度符号的改变，库仑摩擦扭矩也抑制了响应振动。

此外，通过分析、观察数控转台在3600r/min的阶跃速度信号作用下的转速响应可以得知：大型数控转台机电的速度在稳定状态后，其仍旧会在稳定值附近上下波动，而且这种波动幅度却没有存在衰减的趋势。这种状态即使通过PI速度调节器的调整也无法消除。导致这一问题出现的原因就在于数控转台机械传动链内部的多个柔性单元的刚度激励引起的。

3转台传动链灵敏性分析

通过对于大型数控转台机电的特殊性、系统构造以及状态转速的影响性进行分析可以得知：制约数控转台性能的主要因素就是机械传动链的柔性。在此过程中，为了进一步实现对于机械传动链上各部件柔性对振动影响的分析，笔者在此过程中进行了传动链部件的模态灵敏度分析。

在实际的分析以及探讨的过程中，笔者发现数控转台传动链系统隶属于小阻尼系统。基于此可以得知：对于小阻尼系统，其固有频率与模态频率（阻尼固有频率）相差甚微，因此在进行灵敏度分析作业的过程中，需要技术人员将小阻尼系统逐步简化为无阻尼系统，从而在此基础上实现对于质量、刚度变化对固有频率影响的分析。在此过程中，技术人员对无阻尼系统的特征灵敏度进行了分析，其计算公式如下：

此外，在实际的分析操作过程中可以得知；電动机轴的转动惯量和蜗杆轴的扭转刚度对数控转台传动链的固有频率影响最大，该结论对于大型数控转台的性能优化具有一定的工程指导意义。

4结语

本文主要分析了大型数控转台机电的特性。在实际的分析操作过程中，笔者论述了大型数控转台机电的系统构造、状态转速的影响性分析以及转台传动链灵敏性分析。在实际的分析过程中得知：大型数控转台机械传动链的柔性迟滞了转台的转速响应，继而由此阻碍了数控转台性能的高效发挥。而库仑摩擦有利于迅速衰减数控转台转速响应的振动，提升转台的整体性能。笔者认为，随着相关研究的深入，我国的大型数控转台机电必将获得长足的发展。

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