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振動(dòng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行的影響
閱讀：89 發(fā)布時(shí)間：2020-8-12引 言
隨著我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，我國(guó)在高精度數(shù)控機(jī)床的研發(fā)與制造方面有 了很大的進(jìn)步。根據(jù)研宄院發(fā)布的《中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)市場(chǎng)需求預(yù)測(cè)與投資戰(zhàn)略規(guī)劃 分析報(bào)告前瞻》中明確指出了我國(guó)在數(shù)控技術(shù)有了突破性的進(jìn)展，在參考外國(guó)數(shù)控技 術(shù)的基礎(chǔ)上，通過(guò)自主研發(fā)形成了屬于我國(guó)特色的數(shù)控技術(shù)：包括理論基礎(chǔ)、研究開(kāi) 發(fā)、應(yīng)用技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)及工程化和經(jīng)營(yíng)管理隊(duì)伍等，尤其在高檔數(shù)控裝置技術(shù)開(kāi)發(fā) 和生產(chǎn)應(yīng)用這倆方面取得的進(jìn)步大，這些技術(shù)和產(chǎn)品己經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、汽 車和船舶等一些重工業(yè)領(lǐng)域。近幾年，為了提高我國(guó)數(shù)控機(jī)床的整體發(fā)展水平，除了 引進(jìn)國(guó)外高檔數(shù)控機(jī)床和我國(guó)自主研發(fā)的高檔數(shù)控機(jī)床外，對(duì)中低檔的數(shù)控機(jī)床的改 造需求量也在增大，機(jī)床的改造經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展逐步形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè)，既在原有數(shù) 控機(jī)床構(gòu)造基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣系統(tǒng)或伺服系統(tǒng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑欤箼C(jī)床的整體性 能得到優(yōu)化來(lái)提高中低檔數(shù)控機(jī)床的精度。
爬行是數(shù)控機(jī)床普遍存在的問(wèn)題，改善了爬行就能夠有效的提高數(shù)控機(jī)床的精度等 級(jí)。從上世紀(jì)五十年代左右到現(xiàn)在，國(guó)內(nèi)外許多專家和學(xué)者對(duì)爬行現(xiàn)象做了大量的理論 研宄和實(shí)驗(yàn)，針對(duì)不同的簡(jiǎn)化物理模型，提出了多種導(dǎo)致爬行的原因及解決措施，大部 分的觀點(diǎn)認(rèn)為摩擦是導(dǎo)致爬行的主要因素，但是并未得出一致的論斷，對(duì)于產(chǎn)生爬行現(xiàn) 象的各個(gè)因素之間的明確關(guān)系也沒(méi)有一個(gè)比較確切的說(shuō)法。
本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的簡(jiǎn)易物理模型，綜合比較了各個(gè)爬行因子對(duì)數(shù)控機(jī)床 爬行的影響。通過(guò)給模型外加振動(dòng)源來(lái)分析它對(duì)爬行的影響可以看出，由于爬行現(xiàn)象產(chǎn) 生的速度波動(dòng)是無(wú)規(guī)律的，故外加理想振動(dòng)源來(lái)耦合機(jī)床在低速行進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)是非 常困難的。經(jīng)過(guò)多次調(diào)整外加振動(dòng)源的頻率和幅值，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā) 現(xiàn)外加振動(dòng)源對(duì)爬行有一定的改善作用，但*消除爬行仍存在一些困難，因?yàn)楸旧碓?ADAMS中建立的機(jī)械進(jìn)給爬行系統(tǒng)模型與機(jī)床在實(shí)際環(huán)境中進(jìn)行工作還是有一定的誤 差，而且由于外加的是正弦力和正弦振動(dòng)，也必須要考慮到可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)床運(yùn)動(dòng)更加不 穩(wěn)定的情況。
PID控制器早作為實(shí)用化的控制器已有近百年歷史，PID控制器操作簡(jiǎn)單易懂， 因其使用不需要精確的系統(tǒng)模型而成為工業(yè)上應(yīng)用廣泛的控制器。在爬行的 ADAMS仿真模型工作臺(tái)上加入PID控制系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)反復(fù)模擬仿真，整定增益參數(shù)，確 定參數(shù)后，確定加入PID控制系統(tǒng)能夠有效控制爬行。在加入振動(dòng)的模型上進(jìn)一步 加入PID控制時(shí)，真正做到了在低速情況下改善爬行。
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