1 引 言
數控雕銑機進給傳動系統的性能對其加工精度、工作效率、穩定性等都有重要影響。通常,大部分數控機床的傳動控制采用低階形式進行系統設計,此時,若傳動系統的環路增益設置較高、忽略較小的時間常數和傳動延時等因素時,會引起系統傳動的不穩定。同時,采用低階設計時,忽略傳動系統的間隙和靜、動摩擦等非線性因素,會影響驅動系統局部位置的剛度,進而影響控制回路的動態特性,這是造成產品加工誤差的原因之一[1 - 2]。筆者通過建立包含間隙和靜、動摩擦等非線性因素的傳動系統動力學模 型,對傳動精度和影響傳動系統穩定性的因素進行分析,并提出提高傳動系統性能的措施。
2 機械進給系統動力學模型
圖 1 所示為某數控雕銑機進給系統 x 方向的傳動簡圖。圖 2 為進給系統各部件受力簡圖。其中 B1是電機、電機皮帶輪和軸承的粘性摩擦集中系數。B2是滾珠絲杠、軸承、螺母和皮帶輪的粘性摩擦集中系數。θ1 ,θ2 分別表示電機帶輪和滾珠絲杠帶輪的方位角,則 B1 θ1 和 B2 θ2 是摩擦力而產生的阻力。TA為驅動力矩; FA為工作臺驅動力; TJ 為與電機有關的旋轉部分( 電機、滾珠絲杠、皮帶輪、軸承和螺母) 的等效扭矩; TC為電機扭矩。
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宇匠數控專業生產:高速精密 雕銑機、精雕機、石墨機、鉆攻中心、加工中心;
筆者分析的研究方法可適用于類似機床傳動系統的剛度分析和計算,所提出的模型考慮了進給傳動 中的典型非線性因素,能更精確的對進給驅動系統進 行分析和設計,同時該模型也可用于系統預測,并給出了提高系統傳動精度的途徑。
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