Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/2848
DC FieldValueLanguage
dc.contributor邱顯俊zh_TW
dc.contributor.author黃冠鈞zh_TW
dc.contributor.authorHuang, Guan-Jyunen_US
dc.contributor.other機械工程學系所zh_TW
dc.date2012en_US
dc.date.accessioned2014-06-05T11:44:06Z-
dc.date.available2014-06-05T11:44:06Z-
dc.identifierU0005-2908201213564600en_US
dc.identifier.citation[1] 黃德言,“工具機結構有限元素分析-靜剛性分析”機械工業雜誌, 第168期,p. 267-279,1997。 [2] 葉國志,“小型複合加工系統之結構動態行為分析”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2010。 [3] M.F. Zaeh,“Prediction of the dynamic behaviour of machine tools during the design process using mechatronic simulation models based on finite element analysis”Production Engineering, v 5,n 3,p 315-320, 2011。 [4] M.F. Zaeh,“A new method for simulation of machining performance by integrating finite element and multi-body simulation for machine tools”CIRP Annals,Manufacturing Technology,v 56,n 1,p 383-386,2007。 [5] M.F. Zaeh,“Multibody Simulation of Drive Screws”International PACE Forum Digital Manufacturing,2005。 [6] M.F. Zaeh,“Finite Element Modelling of Ball Screw Feed Drive Systems”CIRP Annals,Manufacturing Technology,v 53,Issue 1,p 289-292,2004。 [7] E. Chinedum, Okwudire,“Hybrid modeling of ball screw drives with coupled axial, torsional, and lateral dynamics”Journal of Mechanical Design, Transactions of the ASME,v 131,n 7,p 0710021-0710029,2009。 [8] 謝明均,“工具機進給模組柔性模型探討”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2011。 [9] H. Hertz,“The Contact of Elastic Solids”J. Reine Angew. Math. ,vol. 92,p. 156-171,1881。 [10] Tedric. A. Harris,“Rolling Bearing Analysis”John Wiley & Sons,New York,1984。 [11] T.-L. Horng,“An analytical solution of the stiffness equation for linear guideway type recirculating rollers with arbitrarily crowned profiles”Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,Part C:Journal of Mechanical Engineering Science,v 223,n 6,p 1351-1358,2009。 [12] 魏進忠,“單螺帽雙圈滾珠螺桿在預負荷及潤滑作用條件下運動機制與機械性能的理論分析”博士論文,國立成功大學機械工程學系,2003。 [13] 朱元一,“歌德曲面與球面接觸變形之探討”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2007。 [14] 曹博涵,“滾珠螺桿預壓力、軸向剛性與尺寸及公差關係之探討”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2005。 [15] 黃惠琪,“單螺帽歌德牙型滾珠螺桿之尺寸干涉量對預壓力影響之探討”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2006。 [16] Y. Altintas,“Virtual Machine Tool”CIRP Annals,Manufacturing Technology,v 54,n 2,p 651-674,2005。 [17] Y. Altintas,“Machine tool feed drives”CIRP Annals,Manufacturing Technology,2011。 [18] 謝尚峰,“虛擬雙軸線性滑動平台剛性分析及動態模擬”碩士論文,國立雲林科技大學機械工程學系,2002。 [19] 蔡建安,“工具機之動態特性研究”碩士論文,國立中興大學機械工程研究所,2008。 [20] 羅佐良,“工具機線性滑軌之接觸特性研究”機械工業雜誌,第300期,p.4-15,2008。 [21] 鄭台傑,“PID控制-馬達運動應用概論”NI台灣,2005,取自http://taiwan.ni.com。 [22] 林明宗,“開發具有預視及學習功能之運動控制器”博士論文,國立中正大學機械工程學系,2007。 [23] B. Bhushan,“Contact Mechanics of Rough Surfaces in Tribology:Multiple Asperity Contact”Tribology Letters,vol. 4,no. 1,p. 1-35,1998。 [24] Muthukumar, Susendar“A Hertz contact model with non-linear damping for pounding simulation”Earthquake Engineering and Structural Dynamics,V35, n7, p.811-828, 2006。 [25] Shi, Xi “Measurement and modeling of normal contact sitffness and contact damping at the meso scale”Journal of Vibration and Acoustics,Transactions of the ASME, v 127,n 1,p 52-60,2005。 [26] J.T. Oden,“Mechanics of elastic structures”McGraw-Hill,New York, 1967。 [27] O.C. Zienkiewicz,“The Finite Element Method:the basis”Vol.1,Fifth Edition。 [28] MatWeb,“Material Property Data ”2012,from http://www.matweb.com。 [29] THK,“精密滾珠螺桿手冊”2012年,取自http://www.thk.com/tw。 [30] THK,“線性滑軌型錄”2012年,取自http://www.thk.com/tw。 [31] KTR,“RotexGS型錄”2012年,取自http://www.ktrtaiwan..com.tw/。en_US
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11455/2848-
dc.description.abstract  近年來台灣工具機產業正朝向高速化與實用化發展,為了提升台灣工具機產業在國際上的競爭力,必須自行研發本土化且低成本的關鍵技術和關鍵零組件,除了在製造技術、量測技術、組配技術、誤差量測補償及控制系統與工具機機台匹配方面的精進外,工具機的設計開發過程也非常重要,而如以電腦輔助模擬來取代某些開發設計過程中的測試與調校,不僅可降低硬體測試成本,也可降低產品製造週期,進而達到提高競爭力的目的。   進給系統為影響工具機動態特性最重要的部分之一。本文以有限元素法搭配多體動力學,針對單軸的進給運動進行動態模擬分析,並給予不同驅動條件,比較其差異。進行電腦輔助分析前,須先對模型進行簡化,並輔以模態分析比較其自然振頻與振型,判斷簡化是否合乎要求,接著藉由有限元素軟體ANSYS取得網格檔案並匯入多體動力學軟體RecurDyn建立模型。而在模型中,剛性是很重要的參數,本文藉由赫茲接觸理論得到螺桿及螺帽間接觸剛性的計算式,並整理成一隨負載變動的方程式;至於底座邊界條件則分析腳座靜剛性,並以該剛性強度設定Bushing作為拘束。   藉由電腦輔助分析,可得到工具機的動態特性。移動件在不同的初始位置開始運動,會因為螺桿兩端和中間的強度不同而造成運動情況差異。而不同的進給速率會因慣性的影響,造成移動件產生不同的定位誤差。而加入控制迴路後,模型的運動特性會因為馬達特性及控制迴路參數的設定產生不小的影響,而不良的參數設定會造成分析錯誤,故進行系統整合分析時,需先找出合適的馬達特性參數以及控制迴路參數,方能進行系統整合分析。zh_TW
dc.description.abstract  In recent years, Taiwan’s machine tool industry is moving toward high speed and practical. In order to enhance the international competitiveness of Taiwan’s machine tool industry, we must research and development the key technologies and components of the localization and low-cost. In addition to the technology in manufacturing, measurement, fabricate, error measurement and compensation, and control system, design and development process of machine tool is also important. If it replaced certain testing and tuning in development and design process with computer-aided simulation, not only can reduce the cost of hardware test, but also the period of production, and thus achieve the purpose of improving competitiveness.   The feed drive system composed of linear-guide system and ball-screw system is the most important part of the impact of the dynamic characteristics of the machine tool. Focus on single-axis feed drive motion, we use multi-body dynamics with method of finite element to analyze the dynamic model, and compare the differences with different conditions. Before the simulation, we must simplify the model first, and compare differences of natural frequency and mode shape using modal analysis. In rigid and flexible dynamic model, stiffness is a very important parameter. In this paper, we calculate the contact stiffness between a nut and screw by Hertizan contact stress. And boundary conditions of base are set by Bushing Force which is defined as frame foundation’s static stiffness.   Because screw stiffness are difference between the screw ends and the middle, so moving plate’s motion will be difference due to different starting potions. Due to the effect of inertia, Fast feed rate caused more overshoot error. After adding control system, the position, velocity, acceleration of the model could have a huge impact because of the control parameters and characteristics of servo motor. Wrong parameter could cause wrong analysis, so applicable parameter must be found first. And then servo control system can be analyzed.en_US
dc.description.tableofcontents摘要 i ABSTRACT ii 目錄 iv 圖目錄 vi 表目錄 x 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2文獻回顧 2 1.3研究方法與流程 4 1.4本文架構 6 第二章 加工中心機 7 2.1加工中心機系統架構 8 2.1.1座標建立 8 2.1.2主要架構 9 2.1.3進給系統 10 2.1.4組成材料 14 第三章 電腦輔助動態模型建立與分析 17 3.1工具機CAD模型簡化 17 3.1.1模態分析 17 3.1.2無阻尼自然震動 18 3.1.3元素設定 19 3.1.4鑄件模態分析 20 3.1.5整機模態分析 28 3.2工具機剛柔混合模型建立 33 3.2.1取得模型網格檔 33 3.2.2線性滑軌柔性體模型建立 35 3.2.3滾珠螺桿柔性體模型建立 38 3.2.4以赫茲接觸理論計算滾珠螺桿間接觸剛性 42 3.2.5聯軸器等效模型 46 3.3工具機模型邊界條件設定 47 3.3.1腳座剛性 47 3.3.2底座邊界設定 49 3.4驅動條件設定 49 第四章 電腦輔助分析結果 53 4.1工具機動態分析 54 4.1.1移動件在不同初始位置下的差異 54 4.1.2以不同進給速率為驅動條件的差異 61 4.1.3模型接觸剛性 63 4.1.4加入控制迴路對運動情況之影響 67 4.1.5分析模型統整 77 第五章 結論與未來展望 82 5.1結論 82 5.2未來展望 83 參考文獻 85zh_TW
dc.language.isozh_TWen_US
dc.publisher機械工程學系所zh_TW
dc.relation.urihttp://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh1?DocID=U0005-2908201213564600en_US
dc.subject電腦輔助工程zh_TW
dc.subjectComputer-Aided Engineeringen_US
dc.subject有限元素法zh_TW
dc.subject進給系統zh_TW
dc.subject接觸剛性zh_TW
dc.subjectFinite Element Methoden_US
dc.subjectFeed Drive Systemen_US
dc.subjectContact Stiffnessen_US
dc.title工具機進給系統動態模擬研究zh_TW
dc.titleA Study of Dynamic Simulation of Feed Drive System in Machine Toolen_US
dc.typeThesis and Dissertationzh_TW
item.openairecristypehttp://purl.org/coar/resource_type/c_18cf-
item.openairetypeThesis and Dissertation-
item.cerifentitytypePublications-
item.fulltextno fulltext-
item.languageiso639-1zh_TW-
item.grantfulltextnone-
Appears in Collections:機械工程學系所
Show simple item record
 
TAIR Related Article

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.