發(fā)布時(shí)間：2021-10-28 11:06

　　隨著“工業(yè)4.0”概念和“中國(guó)制造2025”戰(zhàn)略等的提出,先進(jìn)制造業(yè)對(duì)數(shù)控銑床性能的要求越來(lái)越高,如何提升加工精度成為當(dāng)前提高數(shù)控銑床性能的關(guān)鍵問(wèn)題。數(shù)控銑床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)性能影響著加工精度,尤其是定位誤差和跟蹤誤差成為制約加工精度提升的兩個(gè)主要方面。在進(jìn)給伺服系統(tǒng)中,間隙誤差、摩擦誤差和伺服驅(qū)動(dòng)性能是決定進(jìn)給軸定位精度和系統(tǒng)跟蹤精度的關(guān)鍵因素。為提升數(shù)控銑床的加工精度和穩(wěn)定可靠性,本文擬將從誤差測(cè)量、誤差補(bǔ)償和伺服優(yōu)化等方面著手研究相關(guān)理論方法和實(shí)驗(yàn)。主要研究工作包括:（1）基于反向間隙和螺距誤差的定位誤差補(bǔ)償策略分析與實(shí)驗(yàn)研究。針對(duì)定位誤差問(wèn)題,本文以MVC850B數(shù)控銑床為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),利用激光干涉儀搭建進(jìn)給軸定位誤差測(cè)量補(bǔ)償系統(tǒng),通過(guò)對(duì)反向間隙和螺距誤差進(jìn)行測(cè)量分析與補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),以期提高數(shù)控銑床進(jìn)給軸的定位精度。（2）提出基于分?jǐn)?shù)階滑模控制的進(jìn)給伺服系統(tǒng)摩擦補(bǔ)償。針對(duì)跟蹤誤差問(wèn)題,為補(bǔ)償影響數(shù)控銑床進(jìn)給伺服系統(tǒng)性能的非線性摩擦以及建立具有良好動(dòng)態(tài)性能的伺服系統(tǒng),本文考慮到傳統(tǒng)摩擦補(bǔ)償方法對(duì)未知建模誤差以及抗干擾能力弱的缺陷,通過(guò)在傳統(tǒng)滑模控制中引入分?jǐn)?shù)階微積分算子,提出一種分?jǐn)?shù)階滑模... 

【文章來(lái)源】：南華大學(xué)湖南省

【文章頁(yè)數(shù)】：83 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１數(shù)控銑床直線進(jìn)給軸機(jī)械傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖??

?南華大學(xué)碩士學(xué)位論文???向間隙誤差和絲杠螺距誤差進(jìn)行分析與補(bǔ)償十分必要，這些可以通過(guò)調(diào)整相應(yīng)的??參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。??２．１．１數(shù)控銑床機(jī)械傳動(dòng)裝置組成??本章以ＭＶＣ８５０Ｂ型數(shù)控銑床為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。常見(jiàn)的數(shù)控銑床直線進(jìn)給機(jī)械傳??動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)如圖２．１所示，其中工作平臺(tái)和滾珠絲杠通過(guò)螺母副連接，伺服電機(jī)??和絲杠通過(guò)聯(lián)軸器連接，伺服電機(jī)的角度命令信息經(jīng)過(guò)滾珠絲杠轉(zhuǎn)換成工作平臺(tái)??的直線位移信息。在數(shù)控銑床機(jī)械傳動(dòng)裝置中，滾珠絲杠的反向間隙和螺距誤差??會(huì)直接影響工作平臺(tái)的定位精度［５４］。在圖２．１中，該數(shù)控銑床的檢測(cè)反饋信號(hào)是??從伺服電機(jī)軸上取得的，轉(zhuǎn)角測(cè)量比較容易實(shí)現(xiàn)。??平Ａ??線性?１?■??＾?紐！園［￣］ＴＺＴｍＴ】．．ＬＨｕＬ隱???Ｉ?Ｉ?一?：?、?ｉ－??圖２．１數(shù)控銑床直線進(jìn)給軸機(jī)械傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｄｅｖｉｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｌｉｎｅａｒ?ｆｅｅｄ?ｓｈａｆｔ?ｆｏｒ?ＣＮＣ?ｍｉｌｌｉｎｇ?ｍａｃｈｉｎｅ??２．?１．２反向間隙誤差??反向間隙是指機(jī)械傳動(dòng)改變方向時(shí)，工作平臺(tái)并沒(méi)有發(fā)生實(shí)際運(yùn)動(dòng)，而伺服??電動(dòng)機(jī)空轉(zhuǎn)運(yùn)行。由于制造裝配的磨損以及工作中的碰撞磨損，機(jī)械傳動(dòng)裝置的??絲杠螺母副與滾珠絲杠之間存在著間隙。當(dāng)絲杠在伺服電動(dòng)機(jī)的作用下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)??時(shí)，絲杠要經(jīng)過(guò)一段空隙才能作用于絲杠螺母副。在這段時(shí)間里，工作平臺(tái)不會(huì)??發(fā)生運(yùn)動(dòng)，仍然保持位置不變，從而使得工作平臺(tái)的實(shí)際位移值和理論設(shè)定值不??一致，最終對(duì)零件的加工精度產(chǎn)生影響。反向間隙的產(chǎn)生如圖２．２所示［５５］。??絲枉蟪母副（工作臺(tái)）??滾珠絲杠

。由于制造和裝配的誤差，使得滾珠絲杠存在著一定的螺距誤差，導(dǎo)致軸線??上部件的直線位移也存在著誤差，不能到達(dá)預(yù)定的位置，從而影響定位精度。螺??距誤差主要有累計(jì)誤差、周期誤差、隨機(jī)誤差等。累計(jì)誤差是產(chǎn)生螺距誤差的主??要原因，是由滾珠絲杠螺距之間間隔不均勻產(chǎn)生的，有累加的性質(zhì)。周期誤差是??因?yàn)闈L珠絲杠螺紋磨損或安裝偏差，使得滾珠絲杠勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生均勻的正??弦波。隨機(jī)誤差是由于某種突發(fā)的因素，導(dǎo)致系統(tǒng)產(chǎn)生誤差。組成螺距誤差的各??項(xiàng)誤差因素最終表現(xiàn)為指令位置與實(shí)際位置誤差值，如圖２．３所示。??Ｅ??４?－??３?－?＼??－１?＇／?＼?／?＼??’?Ｉ?■?■?？?ｒ?＇?？?、??裝?０?６０?１２０?１８０?２４０?３００?３６０?ｐ??＾?－１?／??？?？??？．．??－３?＿??指令位置（ｒｃｔｎ）??圖２．３螺距誤差示意圖??Ｆｉｇ．?２．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｐｉｔｃｈ?ｅｎ＊ｏｒ??２．?１．４反向間隙與螺距誤差的計(jì)算??測(cè)量時(shí)，先根據(jù)數(shù)控銑床軸線的有效行程確定測(cè)量目標(biāo)點(diǎn)個(gè)數(shù)Ｍ和測(cè)量次??數(shù)尤，再利用激光干涉儀以雙向位移方式對(duì)每個(gè)目標(biāo)點(diǎn)４進(jìn)行測(cè)量，如圖２．４所??７Ｊｎ?〇??—為＋?４?４——??〇?ｄ：?ｄ－??圖２．４軸線位移偏差圖??Ｆｉｇ．?２．４?Ｔｈｅ?ｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｄｅｖｉａｔｉｏｎ?ｍａｐ?ｆｏｒ?ｔｈｅ?ａｘｉｓ??１３??

【參考文獻(xiàn)】：
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