数控机床进给系统惯量识别及控制器参数校准研究：

数控机床以自动化程度高、柔性好、加工精度高等优点在现代制造业特别是复杂零件加工中得到广泛应用，并得到迅速的发展和普及。数控机床的加工精度是衡量数控机床工作性能的重要指标，体现着机械制造业的制造能力和发展水平，也是整个国家科技和工业水平的重要标志之一。而数控机床的加工精度在很大程度上取决于其伺服进给系统的精度。永磁同步电动机(PMSM)以其体积小、效率高、可靠性好以及对环境的适应性强等诸多优点，在各种高性能的数控机床伺服进给系统中得到了广泛应用。 永磁同步电动机伺服进给系统受机械参数变化影响较大，数控加工中心机，若不及时对其控制器进行调整，会使控制系统性能变坏，甚至不稳定等一系列问题。这里的机械参数主要是指系统的转动惯量(包括电机转子转动惯量和负载的转动惯量)和负载转矩两部分。 本文采用计算机防真的方式对永磁同步电动机伺服进给系统进行了研究。首先，介绍了永磁同步电动机的数学模型和永磁同步电动机的矢量控制原理，确立了i<，d>=0的转子磁场定向的电流、速度双闭环的矢量控制方案。接着，按照工程上通常采用的方法把系统的电流环校正成典型Ⅰ型系统，根据部分模型匹配法设计了系统的速度控制器。然后，采用离散的模型参考自适应辨识算法和带有遗忘因子的递推二乘法两种方法在线辨识了系统的惯量，用辨识得到的惯量对系统的速度控制器进行在线校正研究，防真结果表明该伺服系统在本身的参数变化较大时，仍然具有良好的动静态性能。

                                                                数控产业发展

从技术发展水平来看。随着“数控机床与基础制造装备重大专项”重点任务陆续完成，我国国产机床数控化率由“十五”末的35.5%提高到“十一五”末的51.9%。我国在数控系统方面已经开发出多轴多通道、总线式数控装置产品。武汉华中数控股份有限公司、沈阳高精数控技术有限公司等单位已完成50多套开放式全数字数控装置的生产。国产数控机床产品覆盖超重型机床、高精度机床、特种加工机床、锻压设备、前沿高技术机床等领域。特别是在五轴联动数控机床、数控超重型机床、立式卧式加工中心、数控车床、数控齿轮加工机床领域，部分技术已经达到世界先进水平。国产五轴联动数控机床品种日趋增多，五轴联动加工中心、五轴数控铣床、五轴龙门铣床、五轴落地铣镗床等均在国内研制成功，改变了国际强手对数控机床产业的垄断局面，加速了我国从机床生产大国走向机床制造强国的进程。

从市场需求情况来看。目前中国是世界上数控机床进口国和消费大国，2010年，中国机床消费同比增长43%，达到284.8亿美元，进口约为94亿美元，中国成为世界第1大机床消费国。虽然“十一五”期间机床行业实现了较快发展，但数控机床产值仅约占金属加工机床行业产值的10～15%，面对巨大的消费市场，国内机床生产企业的生产能力无法满足迅速膨胀的市场需求，多数数控机床产品仍需大量从国外进口。

                                   数控加工中心气动换刀系统数控加工中心气动换刀系统

   数控加工中心气动换刀系统原理图，该系统在换刀过程中实现主轴定位、主轴松刀、拔刀、向主轴锥孔吹气和插刀动作。加工中心具体1二作原理如下：

　　当数控加工中心系统发出换刀指令时，主轴停止旋转，同时4YA通电·压缩空气经气动三联件1、换向阀4、单向节流阀5进入主轴定位缸A的右腔，缸A的活塞左移t使主轴自动定位。定位后压下无触点开关，使6YA通电，压缩空气经换向阀6.-陕速排气阀8进入气液增压器B的上腔，增压腔的高压油使活塞伸出，实现主轴松刀’同时使5YA通电，压缩空气经换向闷9、单向节流阀11进人缸C的上腔，缸C下腔排气，活塞下移实现拔刀。加工中心由回转刀库交换刀，同时1YA通电，压缩空气经换向阀2、单向节流阀3向主轴锥fL吹气。加工中心稍后1YA断电、2YA通电，停止吹气，8YA断电、7YA通电，压缩空气经换向阀9、单向节流阀10进入缸C的下腔，活塞上移，实现插刀动作。6YA断电、SYA通电，压缩空气经阀6进入气液增压器B的下腔，使活塞退回，主轴的机械机构使刀夹紧。4YA断电、3YA通电，缸A的活塞在弹簧力复位，回复到开始状态，换刀结束。

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