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1 引 言
數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的性能對(duì)其加工精度、工作效率、穩(wěn)定性等都有重要影響。通常，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床的傳動(dòng)控制采用低階形式進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，此時(shí)，若傳動(dòng)系統(tǒng)的環(huán)路增益設(shè)置較高、忽略較小的時(shí)間常數(shù)和傳動(dòng)延時(shí)等因素時(shí)，會(huì)引起系統(tǒng)傳動(dòng)的不穩(wěn)定。同時(shí)，采用低階設(shè)計(jì)時(shí)，忽略傳動(dòng)系統(tǒng)的間隙和靜、動(dòng)摩擦等非線性因素，會(huì)影響驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)局部位置的剛度，進(jìn)而影響控制回路的動(dòng)態(tài)特性，這是造成產(chǎn)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(dòng)摩擦等非線性因素的傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模 型，對(duì)傳動(dòng)精度和影響傳動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的因素進(jìn)行分析，并提出提高傳動(dòng)系統(tǒng)性能的措施。
2 機(jī)械進(jìn)給系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型
圖 1 所示為某數(shù)控雕銑機(jī)進(jìn)給系統(tǒng) x 方向的傳動(dòng)簡圖。圖 2 為進(jìn)給系統(tǒng)各部件受力簡圖。其中 B1是電機(jī)、電機(jī)皮帶輪和軸承的粘性摩擦集中系數(shù)。B2是滾珠絲杠、軸承、螺母和皮帶輪的粘性摩擦集中系數(shù)。θ1 ，θ2 分別表示電機(jī)帶輪和滾珠絲杠帶輪的方位角，則 B1 θ1 和 B2 θ2 是摩擦力而產(chǎn)生的阻力。TA為驅(qū)動(dòng)力矩; FA為工作臺(tái)驅(qū)動(dòng)力; TJ 為與電機(jī)有關(guān)的旋轉(zhuǎn)部分( 電機(jī)、滾珠絲杠、皮帶輪、軸承和螺母) 的等效扭矩; TC為電機(jī)扭矩。