基于滚珠丝杠传动的机床进给系统建模与分析

作     者：陈哲钥 张建业 吕张成 刘浩 CHEN Zheyao;ZHNAG Jianye;LYU Zhangcheng;LIU Hao

作者机构：天津工业大学机械工程学院天津300387 天津工业大学天津市现代机电装备技术重点实验室天津300387 

出 版 物：《机床与液压》 (Machine Tool & Hydraulics)

年 卷 期：2023年第51卷第13期

页      面：166-171页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家科技重大专项子课题(2019ZX04005-001-014) 

主　　题：滚珠丝杠 进给系统 机电耦合 前馈控制 

摘      要：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;加入的前馈补偿能够有效消除因黏性摩擦产生的“平顶、“死区不良现象。