數(shù)控外圓磨床廠家：考慮摩擦和間隙影響的平面磨床進給伺服系統(tǒng)建模與分析（二）

發(fā)布日期：2020-10-16 00:00 來源：http://qiebin.cn 點擊：

數(shù)控外圓磨床廠家：考慮摩擦和間隙影響的平面磨床進給伺服系統(tǒng)建模與分析（二）

（一）進給伺服系統(tǒng)描述

一般數(shù)控外圓磨床、精密平面磨床單軸直聯(lián)式進給伺服系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)如圖一所示。交流伺服電動機通過聯(lián)軸器驅(qū)動滾珠絲杠帶動工作臺運動，把電動機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成工作臺的直線運動。

該系統(tǒng)為閉環(huán)控制系統(tǒng)。位置輸入信號由計算機給出，工作臺上裝有光柵尺，可直接測量工作臺的直線位移，并發(fā)出反饋信號。伺服電動機上裝有脈沖編碼器，可檢測電動機轉(zhuǎn)速并進行速度反饋。同時系統(tǒng)還配有電流反饋以保證系統(tǒng)的電流在動態(tài)時為最佳。

（二）非線性影響因素

數(shù)控外圓磨床平面磨床

數(shù)控外圓磨床、精密平面磨床摩擦存在于具有相對運動的接觸零部件間，摩擦的非線性行為主要來源于靜動摩擦力之間的差異，以及當(dāng)進行液體潤滑時，在低速區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)Stribeck效應(yīng)。典型的摩擦-速度關(guān)系曲線如圖2所示。庫倫摩擦力與法向荷載成比例，與運動方向相反，而與速度的幅值無關(guān)。靜摩擦力fs是指使物體從靜止開始產(chǎn)生相對運動所需的力。靜摩擦力要大于庫倫摩擦力。Stribeck摩擦是穩(wěn)態(tài)速度的函數(shù)，在相對滑動速度較低的范圍內(nèi)，隨著相對速度的增加摩擦力反而下降，如圖2所示曲線的負斜率部分。

間隙多由于傳動鏈中的尺寸誤差、安裝誤差和長期磨損等原因?qū)е?。如在絲杠和螺母副運行一段時間后，由于磨損可產(chǎn)生間隙。

由于絲杠和螺母副之間的間隙，系統(tǒng)軸向驅(qū)動力Fd將發(fā)生變化，假設(shè)軸向剛度Ke在間隙區(qū)間內(nèi)為零，得到間隙非線性特性如圖三所示。

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