Методика разработки цифровой модели мехатронной системы мотор-шпиндель для исследования его виброустойчивости

Аннотация

Разработка цифровых моделей сложных технических объектов является актуальной темой в развитии концепции цифрового производства. Цифровая модель отражает геометрические, физические и динамические свойства объекта. С использованием цифровой модели могут проводиться вычислительные эксперименты, разрабатываться методы повышения технологических возможностей оборудования, организовываться поддержка и исполнение решений по многокритериальной диагностике технического состояния станочной системы и показателей технологических процессов обработки, а так же осуществляться отработка и создание алгоритмов управления оборудованием и процессом.В статье рассмотрена методика создания цифровой модели на примере мотор-шпинделя мехатронного станка с ЧПУ и изучение динамических процессов, протекающих в мотор-шпинделе. Основой цифровой динамической модели являлась модель механической части шпинделя реализованая в САПР SolidWorks, которая далее была экспортирована с использованием транслятора модели SolidWorksLink в среду моделирования SimMechanics системы MatLab. Доказана адекватность полученной модели реальному объекту. Созданы модели вибровозмущающих воздействий, возникающих при работе станочного оборудования. Проведены испытания модели мотор-шпинделя на виброустойчивость, оценено влияние погрешностей изготовления элементов мотор-шпинделя на точность позиционирования шпиндельного узла, в зависимости от его динамических характеристик.