精工機床在低速或重載的情況下容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。爬行出現(xiàn)會影響機床的定位精 度和表面粗糙度等，嚴重時還可能造成機床停機，給機床造成過大的傷害。國內外的學 者和專家針對爬行現(xiàn)象，提出了八種有關爬行的物理模型，并根據(jù)物理模型計算出數(shù)學 模型后推導出造成爬行的各種因素，最終提出解決方案。
精工機床在切削加工的過程當中，大量的熱量主要來源于各類電路、動力源、相 對運動的零部件之間生成的摩擦熱、切削熱、環(huán)境溫度變化傳導的熱量、冷卻系統(tǒng)帶 走的熱量等W。其中尤其是滾珠絲杠高速進給運動時，其熱變形嚴重阻礙了精工機床 ******性能的發(fā)揮。滾珠絲杠的熱伸長直接影響絲杠本身的螺距誤差，同時也會嚴重的 削弱滾珠絲杠副的傳動剛度，從而大大地降低了精工機床的加工精度、動態(tài)穩(wěn)定性與 響應的快速性。國外關于滾珠絲杠副熱變形研宄進行的比較早，專家學者已經(jīng)做了很 多的試驗研究工作。
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滾珠絲杠伺服進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提?？招臐L珠絲杠、實心滾 珠絲杠的穩(wěn)定性用開環(huán)伯德圖來驗證，并從理論上用勞斯判據(jù)證明了從電機到工作臺 機械部分系統(tǒng)的穩(wěn)定性。根據(jù)上面的分析及表4.1、表4.2中的參數(shù)在 MATLAB/Simulink中建立整個系統(tǒng)、部分系統(tǒng)[4G'53]的仿真模型分別如圖4.2、圖4.3。
論文以某一型號的精工加工中心的伺服進給系統(tǒng)為研宄對象，探討了空心滾珠絲 杠的數(shù)學模型、邊界條件、仿真分析等，為空心滾珠絲杠的應用提供理論依據(jù)。該課 題的研宄不僅具較高的好理論研究價值，而且有重要的工程實踐應用價值。滾珠絲杠 伺服進給系統(tǒng)發(fā)熱問題是制約精工機床向高速、高精度發(fā)展的瓶頸問題，這一課題的 研宄有助于提升我國的精工機床伺服進給系統(tǒng)的水平。論文的主要研宄內容和結論如 下：
本文對空心滾珠絲杠在機床伺服進給系統(tǒng)的應用做了深入的探討，得出了重要的 研宄結論；然而在時間緊迫的情況下，有一些問題仍需有待解決。因此，在現(xiàn)有研宄 的基礎上，可以考慮以下幾個方面：
事實上，不論是單純的增大驅動速度，減小工作臺質量和靜動摩擦系數(shù)之差，還是 提高系統(tǒng)的傳動剛度和阻尼都不能完全解決爬行問題，由于加工零件的尺寸形狀、機床 的材料和經(jīng)費等各方面因素綜合考慮下來，很難達到最優(yōu)的參數(shù)比，說明應用這種方法 改善爬行具有一定的局限性。
根據(jù)爬行的ADAMS仿真模型，在導軌加入模擬振動源[46~52]來模擬在現(xiàn)實中機床在 工作時導軌出現(xiàn)振動。基于ADAMS中的View平臺，在導軌上添加移動副，加入驅動 速度，調整合適的速度參數(shù)，設置驅動速度仍為8mm/s,工作臺質量15Kg,靜動摩擦系數(shù) 之差為0.05,系統(tǒng)的彈簧剛度和阻尼分別為1000N/mm和IN.s/mm ,后加入的移動副參 數(shù)設置最初值為零，在此參數(shù)下仿真結果圖和圖3.2完全一致。添加了移動副的ADAMS 模型圖如下所示：
為了能夠更加準確的對振動源的頻率和幅值進行控制，需要對不同頻率下幅值的分 布范圍進行深入的討論。
PID自動調節(jié)，又稱自動控制(比例一微分一積分控制器)，是工業(yè)應用控制中常 見的反饋回路部件。PID控制器問世至今己有近70年歷史，它以其結構簡單、穩(wěn)定 性好、工作可靠、調整方便而成為工業(yè)控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參 數(shù)不能完全確定時，自適應控制和魯棒控制可以克服系統(tǒng)中所包含的不確定性，達到 優(yōu)化控制的目的。當系統(tǒng)控制器的結構和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調試來確定時，應 用PID控制技術最成為了******選擇之一。下圖是一個簡易PID控制器：
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