基于有限元法建立了考虑轴扭耦合的机床进给系统动力学方程,分析了工作台位置变化对其动态性能的影响。结果表明第1、3阶固有频率为丝杠和工作台的轴向振动模态,第2阶为丝杠扭转振动模态。随着工作台位置变化,第1阶固有频率呈现先减后增的变化,最大值出现在丝杠端部,变化率达50.58%;第3阶固有频率为先增后减的变化规律,其中最大值出现在丝杠中部,变化率为10.3%;试验结果与计算结果相吻合;第2阶固有频率受工作台位置变化影响不大,验证试验结果与仿真结果相一致,证明这里的进给系统动力学模型具有较高的精度。

数控机床进给系统产生的轮廓误差对产品质量有着严重的影响。为了对轮廓误差进行补偿,设计一种迭代学习轮廓控制器,用以提高进给系统的轮廓跟随效果。对数控机床进给系统进行分析后,获取其跟踪误差以及轮廓误差的模型。在该模型的基础上,设计线性插值法和圆域插值法,用来计算轮廓误差的大小。接着对进给系统在s域的闭环传递函数进行分析,采用PID反馈补偿器,设计迭代学习轮廓控制器,利用该控制器对实际轮廓误差进行补偿。仿真结果显示:采用此方法跟踪期望轨迹时,产生的最大跟踪误差为6.57%,较PID方法减小了5.7%;在跟踪期望轮廓时,产生的最大轮廓误差为0.8 mm,较PID方法减小了0.7 mm。由此说明此方法对轮廓误差的补偿性能较好,能够对数控机床进给系统的轮廓跟随准确度进行较好的控制。

为了提高进给系统的运动精度和降低其能耗,设计一种自适应滑模控制方法。对进给系统的机械结构进行剖析,分析其组成。通过丝杠导程和效率计算丝杆的负载扭矩,并在丝杆负载扭矩的基础上得出丝杆的动力学方程。在电机转矩的作用下,建立电机轴的运动方程。进而在电机的作用下,得到进给系统的状态方程。以系统的跟踪误差为依据,构建非线性滑动面,在进给系统状态方程的基础上,以驱动系统状态趋于期望滑动面为目的,设计滑模控制律,并控制误差的薄边界层为约束,构造自适应增益模型,完成自适应滑模控制方法的设计。采用所提方法和神经网络方法对直线变化和圆周期望运动轨迹进行跟踪实验。结果表明:在跟踪直线变化和圆周期望运动轨迹时,所提方法的跟踪精度比神经网络方法分别提高了37.52%和32.72%,所提方法的能耗也比神经网络方法降低了10.3...

进给系统作为数控机床的主要组成部分,其性能直接影响机床的加工精度和加工效率,对其静动态特性进行分析有着重大的意义。运用有限元方法对数控机床进给系统进行静动态特性分析,得到进给系统的静力变形云图、固有频率以及振动特性。分析结果表明:进给系统最大变形为5.6μm、最大屈服应力为2.8 MPa、安全系数达到15,均符合要求,说明系统结构刚度好,设计合理;模态分析结果为预防共振、保证加工质量提供了理论依据,有一定的工程应用价值。

精密数控车床批量加工零件的精度稳定性是衡量机床性能的重要指标,其中加工过程中的进给轴受热伸长是影响加工精度的重要因素之一。对数控车床进给轴热变形方向及伸长量进行研究,对比丝杠预拉伸及数控系统热误差补偿功能,指出这两种降低进给轴热误差方法局限性,提出一种使用中空油冷循环系统降低进给轴热误差的方法。该中空油冷循环系统,一方面通过中空丝杠内循环的冷却油带走丝杠螺母的发热量,另一方面通过轴承室内循环冷却油带走轴承的发热量。进行了系统结构设计与实验验证,结果表明该系统可以使进给系统在加工时保持温度稳定,降低热误差,进而提升批量加工的精度稳定性。

为深入探索数控机床能耗规律、发挥能耗匹配在数控机床关键部件选型上的指导作用,针对数控机床滚珠丝杠进给系统的机电能耗进行了实验研究。进给系统总能耗可分为伺服电机电功耗以及由各部件相对运动产生的机械功耗(MPC)。因此,首先通过设计全新的实验装置,在多组转速及负载转矩条件下,对伺服驱动电机的电功耗及电效率进行了测量与分析;进一步,考虑4种不同导程滚珠丝杠,对进给系统各部件的MPC进行实验研究,阐明滚珠丝杠的结构参数对系统功耗的影响,以及进给系统功耗与工作台速度的关系。结果表明:电机的工作状态对其效率以及整个进给系统的功耗有很大影响,且影响功耗的最关键因素之一是电机转速,系统功耗是电机效率和机械部件相对运动产生MPC之间的权衡。研究结果有助于从能耗角度进行滚珠丝杠及伺服电机的合理选型,以及对机床进...

为了研究机床进给系统的动态特性,提升摩擦力影响下的运动控制效果,建立机床进给系统动力学模型与机电耦合仿真模型。定义基于赫兹接触理论与吉村允效法的部件结合部刚度,通过控制变量法分析进给系统一阶固有频率的影响因素,利用有限元软件对动力学模型进行验证,解释误差出现的原因。并利用PID控制加前馈控制对比分析有无摩擦补偿下的运动控制效果。结果表明:工作台质量和位置以及丝杠螺母副刚度变化对进给系统一阶固有频率影响显著;加入

文中针对某厂普通机床的进给系统进行了数控改造，以节约成本使经济效益最大化。其进给系统由驱动控制单元、机械传动部件、驱动元件、检测反馈环节和执行件等组成。

进给传动系统的设计是立式加工中心设计的重要内容之一。以VMC1240立式加工中心的滚珠丝杠计算、轴承及伺服电机的选用为主，介绍其进给传动系统的设计方法和设计过程。

在介绍石材连续磨机结构功能的基础上,论述了其磨削动力头的两种流体传动进给系统--气压传动系统和液压传动系统的组成及原理,并对这两种系统的特点从多方面进行了分析对比.