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結(jié)論與展望

數(shù)控機(jī)床在低速或重載的情況下容易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。爬行出現(xiàn)會(huì)影響機(jī)床的定位精度和表面粗糙度等，嚴(yán)重時(shí)還可能造成機(jī)床停機(jī)，給機(jī)床造成過(guò)大的傷害。國(guó)內(nèi)外的學(xué) 者和專家針對(duì)爬行現(xiàn)象，提出了八種有關(guān)爬行的物理模型，并根據(jù)物理模型計(jì)算出數(shù)學(xué) 模型后推導(dǎo)出造成爬行的各種因素，最終提出解決方案。

本文在前人的研宄基礎(chǔ)上，挑選出了最簡(jiǎn)易并且有代表性的物理模型，由物理模型推導(dǎo)出數(shù)學(xué)模型后，根據(jù)數(shù)學(xué)模型確定了機(jī)床產(chǎn)生的爬行的臨界速度，并最終導(dǎo)致爬行產(chǎn)生的爬行因子。現(xiàn)將研宄工作總結(jié)如下：

(1) 在ADAMS中建立爬行運(yùn)動(dòng)仿真模型，模擬數(shù)控機(jī)床在機(jī)械傳動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)中產(chǎn) 生爬行時(shí)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，根據(jù)爬行機(jī)理和確定的影響爬行的因子，嘗試使用改變單一變量的方法來(lái)分析各個(gè)因素對(duì)爬行產(chǎn)生的影響。通過(guò)不斷調(diào)整驅(qū)動(dòng)速度、系統(tǒng)的工作臺(tái)質(zhì)量、靜動(dòng)摩擦系數(shù)之差、系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度和系統(tǒng)的阻尼的參數(shù)，分析判斷出了減小工作臺(tái)質(zhì) 量、靜動(dòng)摩擦系數(shù)之差和增大系統(tǒng)傳動(dòng)剛度、系統(tǒng)阻尼和提高驅(qū)動(dòng)速度能起到改善爬行的作用。存在的不足是：由于數(shù)控機(jī)床本身的各種配置比、機(jī)床材料、尺寸和經(jīng)濟(jì)等方面的原因，不可能一味的提高某一項(xiàng)爬行因子的參數(shù)，故此方法不能廣泛使用。

(2) 爬行是一種摩擦自激振動(dòng)，由此想到利用外加振動(dòng)來(lái)抵消在爬行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)。分別給爬行的運(yùn)動(dòng)仿真模型加入垂直和水平方向的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，通過(guò)不斷地調(diào)整參數(shù)模擬仿真后發(fā)現(xiàn)：在垂直方向加入簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)爬行改善效果不明顯；在水平方向加入簡(jiǎn)諧振動(dòng)能夠改善爬行；同時(shí)加入垂直簡(jiǎn)諧振動(dòng)和水平簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，要使水平振動(dòng)比垂直振動(dòng)大，這樣也能起到改善爬行的作用。這三種外加簡(jiǎn)諧振動(dòng)得情況中，單純外加水平簡(jiǎn)諧振動(dòng)對(duì)改善爬行效果最好，但是并不能完全抑制爬行，而且簡(jiǎn)諧振動(dòng)的參數(shù)確定有一定的難度。

(3) 另外一種加入振動(dòng)的方法是在導(dǎo)軌上建立虛擬振動(dòng)源，通過(guò)調(diào)整虛擬振動(dòng)源的參數(shù)來(lái)抵消機(jī)床發(fā)生爬行時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)。通過(guò)分析同頻率不同振幅和同振幅不同頻率的情況：明確了當(dāng)幅值為1、頻率為12時(shí)的最佳配置參數(shù)比，將頻率12附近的參數(shù)細(xì) 化以后，發(fā)現(xiàn)了改善爬行的最優(yōu)頻率范圍；當(dāng)頻率為20、幅值在20左右時(shí)，對(duì)改善爬行效果最好。事實(shí)上通過(guò)這種方法實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)振動(dòng)源的幅值和頻率能改善爬行的設(shè)想，并且達(dá)到了比較滿意的效果。

(4) 振動(dòng)對(duì)改善爬行已經(jīng)取得了比較好的效果，但是還沒(méi)有完全抑制住爬行。由此想到利用PID控制，因?yàn)?/span>PID控制對(duì)模型的要求精確不高，而且簡(jiǎn)單方便易控制。在爬行運(yùn)動(dòng)仿真模型上，建立PID系統(tǒng)，整定PID參數(shù)。根據(jù)P控制、PI控制和PID控制分別調(diào)整增益參數(shù)，來(lái)分析速度和加速度仿真圖。經(jīng)過(guò)大量仿真分析后，比例控制應(yīng)用于模型的模型是效果最佳的，比例積分控制和比例積分微分控制都存在前期控制力度不夠，后期出現(xiàn)過(guò)飽和的現(xiàn)象，加入積分和微分控制反倒使系統(tǒng)變得不穩(wěn)定。PID控制雖然抑制了爬行，但是本身存在很多副作用（易出現(xiàn)震蕩和超調(diào)）。

(5) 在振動(dòng)上加入PID控制中的比例控制很好的抑制住了爬行，參數(shù)調(diào)整合適后，能將振動(dòng)和PID完美的結(jié)合在一起，提高了單純加入振動(dòng)時(shí)對(duì)爬行改善的程度，具有一定的研宄價(jià)值和意義。

展望：本文一切理論成果都是在ADAMS中得出的結(jié)論，還未在實(shí)際數(shù)控機(jī)床上操作過(guò)，后續(xù)還需要研究的內(nèi)容：在振動(dòng)的基礎(chǔ)上加PID控制還能進(jìn)一步優(yōu)化和細(xì)化，確定出振動(dòng)源參數(shù)和PID控制參數(shù)之間的規(guī)律；在實(shí)際機(jī)床上驗(yàn)證加入振動(dòng)源后對(duì)爬行的實(shí)際改善效果。

本文采摘自“振動(dòng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行的影響”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無(wú)法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來(lái)自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！

振動(dòng)對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行的影響-結(jié)論與展望

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