精工機床在切削加工的過程當(dāng)中,，大量的熱量主要來源于各類電路,、動力源、相 對運動的零部件之間生成的摩擦熱,、切削熱,、環(huán)境溫度變化傳導(dǎo)的熱量,、冷卻系統(tǒng)帶 走的熱量等W。其中尤其是滾珠絲杠高速進(jìn)給運動時,，其熱變形嚴(yán)重阻礙了精工機床 ******性能的發(fā)揮,。滾珠絲杠的熱伸長直接影響絲杠本身的螺距誤差，同時也會嚴(yán)重的 削弱滾珠絲杠副的傳動剛度,，從而大大地降低了精工機床的加工精度,、動態(tài)穩(wěn)定性與 響應(yīng)的快速性。國外關(guān)于滾珠絲杠副熱變形研宄進(jìn)行的比較早,，專家學(xué)者已經(jīng)做了很 多的試驗研究工作,。
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滾珠絲杠伺服進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性是系統(tǒng)正常工作的前提,?？招臐L珠絲杠、實心滾 珠絲杠的穩(wěn)定性用開環(huán)伯德圖來驗證,，并從理論上用勞斯判據(jù)證明了從電機到工作臺 機械部分系統(tǒng)的穩(wěn)定性,。根據(jù)上面的分析及表4.1,、表4.2中的參數(shù)在 MATLAB/Simulink中建立整個系統(tǒng)、部分系統(tǒng)[4G'53]的仿真模型分別如圖4.2,、圖4.3,。
論文以某一型號的精工加工中心的伺服進(jìn)給系統(tǒng)為研宄對象，探討了空心滾珠絲 杠的數(shù)學(xué)模型,、邊界條件,、仿真分析等，為空心滾珠絲杠的應(yīng)用提供理論依據(jù),。該課 題的研宄不僅具較高的好理論研究價值,，而且有重要的工程實踐應(yīng)用價值。滾珠絲杠 伺服進(jìn)給系統(tǒng)發(fā)熱問題是制約精工機床向高速,、高精度發(fā)展的瓶頸問題,，這一課題的 研宄有助于提升我國的精工機床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的水平。論文的主要研宄內(nèi)容和結(jié)論如 下：
本文對空心滾珠絲杠在機床伺服進(jìn)給系統(tǒng)的應(yīng)用做了深入的探討,，得出了重要的 研宄結(jié)論,；然而在時間緊迫的情況下，有一些問題仍需有待解決,。因此,，在現(xiàn)有研宄 的基礎(chǔ)上，可以考慮以下幾個方面：
事實上,，不論是單純的增大驅(qū)動速度,，減小工作臺質(zhì)量和靜動摩擦系數(shù)之差，還是 提高系統(tǒng)的傳動剛度和阻尼都不能完全解決爬行問題,，由于加工零件的尺寸形狀,、機床 的材料和經(jīng)費等各方面因素綜合考慮下來，很難達(dá)到最優(yōu)的參數(shù)比,，說明應(yīng)用這種方法 改善爬行具有一定的局限性,。
根據(jù)爬行的ADAMS仿真模型，在導(dǎo)軌加入模擬振動源[46~52]來模擬在現(xiàn)實中機床在 工作時導(dǎo)軌出現(xiàn)振動,?；贏DAMS中的View平臺，在導(dǎo)軌上添加移動副,，加入驅(qū)動 速度,，調(diào)整合適的速度參數(shù)，設(shè)置驅(qū)動速度仍為8mm/s,工作臺質(zhì)量15Kg,靜動摩擦系數(shù) 之差為0.05,系統(tǒng)的彈簧剛度和阻尼分別為1000N/mm和IN.s/mm ,后加入的移動副參 數(shù)設(shè)置最初值為零,，在此參數(shù)下仿真結(jié)果圖和圖3.2完全一致,。添加了移動副的ADAMS 模型圖如下所示：
為了能夠更加準(zhǔn)確的對振動源的頻率和幅值進(jìn)行控制，需要對不同頻率下幅值的分 布范圍進(jìn)行深入的討論。
PID自動調(diào)節(jié),，又稱自動控制(比例一微分一積分控制器),，是工業(yè)應(yīng)用控制中常 見的反饋回路部件。PID控制器問世至今己有近70年歷史,，它以其結(jié)構(gòu)簡單,、穩(wěn)定 性好、工作可靠,、調(diào)整方便而成為工業(yè)控制的主要技術(shù)之一,。當(dāng)被控對象的結(jié)構(gòu)和參 數(shù)不能完全確定時，自適應(yīng)控制和魯棒控制可以克服系統(tǒng)中所包含的不確定性,，達(dá)到 優(yōu)化控制的目的,。當(dāng)系統(tǒng)控制器的結(jié)構(gòu)和參數(shù)必須依靠經(jīng)驗和現(xiàn)場調(diào)試來確定時，應(yīng) 用PID控制技術(shù)最成為了******選擇之一,。下圖是一個簡易PID控制器：
PID控制器的本質(zhì)是被控對象輸出（也就是控制器出入）跟控制輸出的函數(shù)映射關(guān) 系。PID在線性時不變的基礎(chǔ)上限制到三個自由度,，有P控制,、PI控制和PID控制。根 據(jù)PID控制的特點（不是基于模型的控制方法）,，在模型圖2.3上加入PID控制系統(tǒng)模 擬仿真后,，完全抑制住了爬行。