三坐标划线机横梁模态分析的研究

张云凤，肖 强，邓华波，郭伟伟，崔明明

（沈阳建筑大学 机械工程学院，辽宁 沈阳 100168）

0 引言

通常在机械加工过程中，需要对被加工工件先进行钳工划线，以确定其加工位置。划线时，需使用游标卡尺、钳工划线盘等人工划线工具。此工序的精度将直接影响被测工件的加工精度。当零件尺寸较重、较大、外形复杂时，划线精度、效率较低，劳动强度较大。

现如今随着计算机技术及数控技术的发展，CNC（computer numeric control）型控制系统日益普及。数控型三坐标划线机取代人工划线对于提高生产效率，产品质量有深远意义[1]。

横梁作为影响划线机划线精度的重要部件，其振幅大小直接影响划线质量和划线精度。实验以研究小型三坐标划线机为契机，主要对划线机的横梁进行模态分析。由于横梁变形主要集中于低阶模态，所以只对横梁前10 阶模态参数进行分析研究[2]。通过分析横梁不同工况下的固有频率，从而在设定划线头转速时，有助于控制划线头转动频率与横梁固有频率相似，避免产生共振对划线精度带来的影响。

1 实验条件

实验主要采用桥式小型三坐标划线机。机体包括底座、导轨、划线头、回转工作台等；传动进给装置包括步进电机、联轴器、滑块与导轨、丝杠与螺母等；X 轴工作台安装于铸铁底座上，由两根导轨组成提高其传动稳定性，丝杠布局于导轨之间。X 坐标运动由步进电机经减速后驱动滚珠丝杠实现，行程为1000mm；Y 坐标运动由步进电机直接驱动滚珠丝杠实现，行程为800mm；……