目前，非圓截面零件的數(shù)控加工已相當(dāng)普遍。如中凸變橢圓活塞外圓的車削加工就是典型的非圓加工。PTC活塞數(shù)控車削系統(tǒng)可以作為加工高檔活塞外輪廓曲面的專用數(shù)控機(jī)床，也用來為活塞立體靠模車床車制鋼質(zhì)靠模。直線伺服刀架是PTC活塞數(shù)控車削系統(tǒng)的關(guān)鍵零部件，它采用音圈式直線電機(jī)作為驅(qū)動源。音圈式直線電機(jī)的控制方法，國內(nèi)外有很多文獻(xiàn)作了報(bào)道，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然有些問題需要解決。主要表現(xiàn)為：首先，由于被控對象存在比較大的非線性，同時設(shè)備周圍環(huán)境存在強(qiáng)烈的電磁干擾，因此設(shè)計(jì)控制器必須考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性和抗干擾問題；其次，在應(yīng)用中不僅對數(shù)控系統(tǒng)直線伺服刀架的帶寬有要求，而且由于系統(tǒng)不同的用途，對直線伺服刀架的動靜態(tài)剛度也有不同的要求。由于上述原因，目前在實(shí)際操作上，控制器參數(shù)的整定一直要靠人工試驗(yàn)加經(jīng)驗(yàn)來解決，這樣不僅耗時耗力而且得到的直線伺服刀架性能往往不甚理想。
借助于計(jì)算機(jī)的快速計(jì)算能力可以快捷地確定控制器的具體參數(shù)。其次，通過仿真分析也可知：權(quán)重因子α對于直線伺服刀架的跟蹤能力和抑制切削力的能力是相反的，因此在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時必須考慮系統(tǒng)的使用要求。如果系統(tǒng)是用來車削鋁質(zhì)活塞，考慮到車削鋁質(zhì)活塞的切削力較小而生產(chǎn)效率要求高，這時可選較小的權(quán)重因子α，保證系統(tǒng)具有較大的帶寬，從而加工零件時可以采取較大的主軸轉(zhuǎn)速；當(dāng)機(jī)床僅用來作為加工靠模的專用機(jī)床時，考慮到車削鋼質(zhì)靠模一般為單件生產(chǎn)或小批量生產(chǎn)，對加工工時要求不高，但是車制靠模的切削力大，這時可選較大的權(quán)重因子α，從而提高系統(tǒng)對切削力干擾的抑制能力。實(shí)踐證明，采用上述優(yōu)化方法來設(shè)計(jì)直線伺服刀架的控制器參數(shù)，不僅可以大大縮短人工，而且能獲得比較好的性能。
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