本文關(guān)鍵詞：雙絲杠驅(qū)動直線進給系統(tǒng)誤差分析和補償

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【摘要】：雙絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)作為數(shù)控機床的關(guān)鍵組成部分,由于其具有提高系統(tǒng)剛度、抑制系統(tǒng)振動以及提升系統(tǒng)響應(yīng)等優(yōu)勢,越來越多的應(yīng)用于實際生產(chǎn)當(dāng)中。本文以雙絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)為研究對象,分析了雙絲杠驅(qū)動不同步誤差產(chǎn)生的機理,通過仿真手段,研究了主要因素對不同步誤差的影響規(guī)律,并且從導(dǎo)軌跨距和施加拉伸力等方面對不同步誤差進行補償,通過試驗,驗證了仿真分析的正確性。首先,基于系統(tǒng)動力學(xué)分析建立了雙絲杠驅(qū)動不同步誤差的等效模型,通過MATLAB/Simulink仿真發(fā)現(xiàn)很多因素能夠?qū)е虏煌秸`差,主要影響因素有零部件之間的結(jié)合面剛度、滾珠絲杠的導(dǎo)程誤差、切削力以及熱變形,為分析不同步誤差確定了研究方向。其次,基于ANSYS和Adams建立了雙絲杠驅(qū)動的仿真模型,分別分析四個主要因素對不同步誤差的具體影響規(guī)律,通過有限元仿真分析了結(jié)合面剛度和熱變形與不同步誤差的變化關(guān)系,使用機構(gòu)動力學(xué)仿真分析了導(dǎo)程誤差和切削力對不同步誤差的影響規(guī)律。再次,從誤差補償?shù)慕嵌瘸霭l(fā),進而實現(xiàn)減少不同步誤差的目的,并以MCH63試驗臺為研究對象,提出了不同步誤差的補償措施,基于ANSYS和Adams仿真分析補償方案的合理性。最后,設(shè)計試驗方案驗證仿真分析的正確性。使用Renishaw激光干涉儀測得MCH63試驗臺在不同轉(zhuǎn)速下不同步誤差的變化情況,同時將試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果對比。有限元仿真和試驗的增幅差值在13.83%以內(nèi),并呈現(xiàn)波動減少的趨勢,說明有限元建模和分析的可靠性。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機床 進給系統(tǒng) 雙絲杠驅(qū)動 不同步誤差
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-14
• 1.1 研究目的和意義7-8
• 1.2 課題背景和來源8
• 1.3 國內(nèi)外研究概況8-13
• 1.3.1 雙絲杠驅(qū)動進給系統(tǒng)研究概況8-9
• 1.3.2 雙絲杠驅(qū)動不同步誤差研究概況9-13
• 1.4 主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排13-14
• 2 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差建模分析14-26
• 2.1 不同步誤差等效模型的建立14-18
• 2.1.1 進給系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)14-15
• 2.1.2 進給系統(tǒng)的機械系統(tǒng)15-18
• 2.2 幾何/運動誤差引起不同步誤差的機理18-19
• 2.2.1 結(jié)合面剛度引起不同步誤差的機理18
• 2.2.2 導(dǎo)程誤差引起不同步誤差的機理18-19
• 2.3 切削力對不同步誤差的影響19-23
• 2.3.1 切削力引起不同步誤差的機理19-22
• 2.3.2 切削力引起不同步誤差理論數(shù)值分析22-23
• 2.4 熱變形引起不同步誤差的機理23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 3 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差仿真分析26-39
• 3.1 幾何/運動誤差對不同步誤差的影響26-32
• 3.1.1 結(jié)合面剛度對不同步誤差的影響26-29
• 3.1.2 導(dǎo)程誤差對不同步誤差的影響29-32
• 3.2 切削力對不同步誤差的影響32-34
• 3.3 熱變形對不同步誤差的影響34-37
• 3.3.1 穩(wěn)態(tài)溫度場34-36
• 3.3.2 瞬態(tài)溫度場36-37
• 3.3.3 熱-結(jié)構(gòu)耦合分析37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 4 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差補償39-50
• 4.1 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差的前期補償39-45
• 4.1.1 結(jié)合面剛度引起的不同步誤差39-40
• 4.1.2 導(dǎo)程誤差引起的不同步誤差40-41
• 4.1.3 切削力引起的不同步誤差41-42
• 4.1.4 熱變形引起的不同步誤差42-45
• 4.2 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差的后期補償45-49
• 4.2.1 結(jié)合面剛度引起的不同步誤差45-46
• 4.2.2 導(dǎo)程誤差引起的不同步誤差46
• 4.2.3 切削力引起的不同步誤差46-48
• 4.2.4 熱變形引起的不同步誤差48-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差試驗驗證50-61
• 5.1 測試裝置介紹50-52
• 5.1.1 測量儀器的選擇50
• 5.1.2 測試系統(tǒng)的連接50-51
• 5.1.3 誤差的測試51-52
• 5.2 進給系統(tǒng)參數(shù)測量52-57
• 5.2.1 定位精度和重復(fù)定位精度的測量52-54
• 5.2.2 進給系統(tǒng)熱變形的測量54-56
• 5.2.3 直線進給系統(tǒng)雙絲杠驅(qū)動不同步誤差的測量56-57
• 5.3 試驗熱變形與有限元分析熱變形對比57-60
• 5.4 本章小結(jié)60-61
• 6 總結(jié)與展望61-63
• 6.1 本文總結(jié)61-62
• 6.2 展望62-63
• 致謝63-64
• 參考文獻64-69
• 附錄69

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