机床进给爬行时的运动模型与振动方程

本文讨论了机床进给系统中因运动部件移动速度较低，因而产生爬行现象的自激振动机理。并通过对进给系统建立运动模型、导出振动方程从而对爬行现象进行了理论分析。     

进给爬行时临界驱动速度的计算与分析

讨论了机床进给系统中因驱动件运动速度低,因而产生爬行现象的自激振动机理。通过对进给系统建立运动模型,导出了产生爬行现象的最低临界驱动速度的计算公式,对生产实践具有一定的指导意义。     

机床导轨爬行现象的产生机理研究

机床导轨爬行严重影响机床的加工精度、表面粗糙度和定位精度,是精密机床及重型机床必须解决的问题.本文针对一类具有代表性的机床导轨系统模型,利用数值积分方法揭示系统的非线性动力学现象,讨论了机床导轨爬行现象的产生机理.通过分析可知,在系统模型传输带速度减小的过程中,系统的静平衡状态失稳,出现纯滑动和粘滞-滑动形式的导轨爬行现象.     

数控机床进给系统产生爬行的机理分析

数控机床在低速进给时,产生非匀速爬行,对加工精度和零件表面质量非常不利.本文应用控制理论对机床进给系统的爬行现象进行了理论分析,建立了进给系统的数学模型,用有限差分法对模型进行了求解,在此基础上,系统地研究了产生爬行的各种条件及影响爬行的主要因素,提出了解决爬行问题的几种措施,指出降低导轨摩擦系数是克服爬行的最直接有效的方法.     

基于ADAMS的机床爬行问题的动力学仿真

应用机械系统动力学分析软件ADAMS对机床的爬行问题和运动不平稳性进行了动力学仿真。根据机床直线传动的力学模型,通过比较多种影响机床爬行因素的参数方案,分析了机床的爬行问题,获得了最优结果。     

基于ADAMS和MATLAB数控机床进给驱动系统的机电联合仿真

根据机械多刚体动力学理论建立数控机床进给驱动系统的数学模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立动力学模型、C++编写数控进给指令、MATLAB/Simulink建立数控机床进给驱动系统Simulink仿真模型,结合三者实现机床的机电联合仿真。仿真分析结果表明:该仿真平台能用来分析进给驱动伺服系统的动态特性,为物理样机进给系统的设计与调试提供可靠的参考依据。     

刚度和阻尼比对机床爬行影响的计算机数值模拟

建立了研究机床爬行机理的物理模型，根据模型所描述的动力学系统建立了系统的状态方程，并进行了系统的刚度（水平方向、垂直方向）、阻尼比对爬行评价指标影响的计算机数值模拟。结果表明：增大水平方向的刚度、减小阻尼比以及适当地提高垂直方向的刚度三者均可以明显地减小机床爬行。     

基于ADAMS与MATLAB的数控转塔冲床进给系统联合仿真

本文根据机械多刚体动力学理论,建立数控转塔冲床进给驱动系统的数学模型,利用机械系统动力学分析软件ADAMS建立动力学虚拟样机模型,MATLAB/Simulink建立数控转塔冲床进给驱动伺服控制系统仿真模型,结合两者实现机床的机电联合仿真。通过这种联合仿真,可以分析进给驱动伺服系统的动态特性,为物理样机进给系统的设计与调试提供可靠的参考依据。     

数控落地铣镗床进给伺服系统的建模与仿真

基于机械动力学理论和方法,建立了TK6915型数控落地铣镗机床进给传动系统的动力学模型;采用MATLAB软件对模型进行系统仿真,获得反映系统性能变化的仿真结果,上述结果为改善和优化数控落地铣镗机床进给伺服系统的设计提供了理论和试验基础.     

坡口机床进给丝杠副刚度计算

坡口机床进给系统中自激振动是制约加工效率的主要原因,有很大一部分振动来源于进给丝杠副。应用机床动力学理论建立进给系统自激振动力学模型并进行理论分析,计算不同支承方式下丝杠轴向刚度和螺母结构刚度,提出采用两端固定支承和双螺母的结构,可有效提高刚度、抑制振动现象发生。     

带有摩擦力矩的随动系统的控制研究

为了克服静摩擦与库伦摩擦给伺服系统带来的稳态误差和低速爬行问题，提出了一种复合伺服控制，这种控制是由PID控制与前馈控制组成。基于典型转台机械系统的动力学，设计了伺服系统的仿真模型。仿真结果表明，由所提出的复合控制构成的伺服控制系统可以基本消除系统低速爬行问题和提高系统稳态精度。     

Adaptive two-degree-of-freedom control of feed drive systems

Feed drive systems are widely used in industrial applications, and many efforts for improving their precision control have been made thus far. One of the basic approaches for improving the control accuracy of feed drive systems is to design a controller based on the internal model principle, which states that for a control system to track a reference signal without a steady state error, it needs to include a generator of the reference signal. Feed-forward controllers, such as the zero phase error tracking controller (ZPETC) proposed by Tomizuka, are also employed for improving control performance. However, prior knowledge of plant dynamics and/or reference signal properties is required for both the internal model principle and the feed-forward controller based designs. For precision control, plant dynamics should be identified in real time because feed drive dynamics are affected by varying conditions, such as frictional and thermal effects. This paper presents a new type of adaptive control for arbitrary reference tracking, which requires neither plant dynamics nor reference signal properties for controller design. This type of controller can also reduce the effect of unknown disturbances. The control system is designed using a discrete-time plant model and consists of adaptive feed-forward and feedback controllers. This design is then applied to a feed drive system with a ball screw drive. The effectiveness of the proposed design is demonstrated by simulation and experimental results, which was obtained by applying the proposed control system to an unknown reference signal whose property is varied during control.     

直线电机进给系统摩擦自适应补偿控制

为消除非线性摩擦干扰对直线电机进给系统定位精度的不利影响,提出一种基于LuGre摩擦模型的自适应补偿控制方法.建立直线电机进给系统的动力学方程,并在系统建模中引入基于自适应因子的改进LuGre模型;采用反步设计法的思想,利用李雅普诺夫第二法推导了自适应控制律;最后进行了半物理仿真实验.仿真结果表明:该自适应控制器应用于...     

数控机床进给系统伺服精度的分析及SIMULINK仿真

为了提高数控进给系统的伺服精度,分析了扰动作用下数控进给系统的稳态误差,并提出了用前馈控制的方法消除稳态误差的措施.通过SIMULINK仿真验证了此方法的正确性.     

CNC机床伺服驱动系统的自动升降速处理

CNC机床在启动、停止或切削加工过程中改变进给速度时，由于伺服驱动元件的响应频率跟不上微机插补运算所输出的进给指令信号频率，而容易产生失步或超程，直接影响加工精度。本文较为详细地分析了以步进电机或交直流伺服电机作为伺服驱动元件的开环、闭环（半闭环）控制系统中产生以上问题的原因，介绍了为解决以上矛盾所采取自动升降速处理的原理、方法和步骤。     

数控机床反爬行设计与控制方法研究

通过基本物理量的分析,介绍了影响数控机床爬行现象原因,提出了从其结构设计和使用中应采取的控制方法。     

A linear hybrid model for enhanced servo error pre-compensation of feed drives with unmodeled nonlinear dynamics

Servo error pre-compensation (SEP) is commonly used to improve the accuracy of feed drives. Existing SEP approaches often involve the use of physics-based linear models (e.g., transfer functions) to predict servo errors, but suffer from inaccuracies due to unmodeled nonlinear dynamics in feed drives. This paper proposes a linear hybrid model for SEP that combines physics-based and data-driven linear models. The proposed model is shown to approximate nonlinearities unmodeled in physics-based linear models. In experiments on a precision feed drive, the proposed hybrid model improves the accuracy of servo error prediction by up to 38% compared to a physics-based model.     

基于ASGSO的数控机床进给伺服系统分数阶控制

为满足数控机床对加工精度的要求,针对交流永磁同步电机驱动的进给伺服系统在不同工况下存在的扰动、摩擦、变负载、惯性力矩等非线性问题,设计一种自适应步长的萤火虫算法(ASGSO)优化的分数阶PID控制器(ASGSO-FOPID)。FOPID控制器相比传统控制器动态性能突出,能够对非线性环节进行更好的控制。利用ASGSO算法全局搜索能力,获得最优数控机床进给伺服系统分数阶PID控制器参数。建立数控机床进给伺服系统模型,分别采用PSO-FOPID、状态转移STA-FOPID、ASGSO-FOPID控制进给伺服系统进行对比。仿真和实验结果表明：提出的ASGSO-FOPID控制器具有跟踪速度快、抗干扰能力强、精度高等优点,该方法能够有效地提高数控机床的定位精度和加工精度。