数控机床伺服进给系统的死区误差.pdf

《数控机床伺服进给系统的死区误差.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、应用与试验·机械研究与应用·数控机床伺服进给系统的死区误差闫占辉，王大宇(长春工程学院机电学院，吉林长春130012)摘要：通过构建数控机床伺服进给系统的死区误差数学模型，给出齿轮传动、丝杠传动、齿条传动、摩擦力等引起死区误差的数学表达式；探讨减小死区误差的方法；最后综述了减小数控机床伺服进给系统死区误差的一些新措施及今后进一步的工作。关键词：数控机床；伺服进给；死区误差；间隙中图分类号：TG502．13文献标识码：A文章编号：1007-4414(2011)06—0058—02BlankzoneerrorofNCmachinetoolservo—feedsystemYanZhan—

2、hui．WangDa—vu(Schoolofmechatronics，Changchuninstituteoftechnology，Changchun130012，China)Abstract：BybuildingtheblankzonemathematicalmodelofNCmachinetoolSservofeedsystem，mathematicalexpressionsarederivedtogeartransmission，silkstavestransmission，teethtransmissionandfrictionforceetal；Somewaysaredi

3、scussedtoreduceblankzoneerror，intheend，somenewmeasuresandfutureresearchareconcludedtoreduCeNC8ervosystemsblankzoneelTor．Keywords：NCmachinetool；servo-feed；blankzoneerror；clearance1引言噪音。因而在系统运行精度要求很高的领域，齿隙死开环或半闭环中的开环部分伺服进给系统，由于区误差非线性一直是研究的重要内容之一。没有位置检测装置，在机械传动装置的输人与输出间2机械传动间隙对系统性能的影响存在着误差。这种误差的产

4、生，一部分是由传动链的2．1齿轮传动死区误差误差(如丝杠螺距误差)引起，还有一部分是传动系统在伺服系统中，常利用机械变速装置将执行元件的动力参数(如传动刚度、移动件惯量，导轨摩擦力、间(电动机或液压马达)输出的高转速、低转矩转成被隙、速度阻力等)产生的，它常使传动链产生振荡¨J。控对象所需要的低转速、大转矩。应用最广泛的变速由机械传动链所产生的误差主要是死区误差。装置是齿轮减速器，理想的齿轮传动的输入和输出转死区误差，即传动系统启动或反向时产生的输人角之间是线性关系，即：运动与输出运动的差值。在开环或半闭环中的开环1c了r部分伺服进给系统中，存在启动或反向位移误差，使式中：0。为输

5、出转角，0为输入转角；为齿轮减速器工件与刀具的定位精度受到影响。产生死区误差的主要原因有机械传动系统中的间隙；为克服导轨摩擦传动比。实际上，由于主动轮和从动轮之间间隙的存力产生摩擦死区；系统中电气、液压元件的死区在和传动方向的变化，齿轮传动的输入转角和输出转丝[3—5】角之间呈滞环特性，如图l所示。图中2△代表一对吖O传动齿轮间的总间隙。当l0I<△时，0。=0，当ll>齿隙死区误差是机械传动死区误差中最广泛的一种，它是一种机械传动系统中运动部件之间存在的△时，。随线性变化，当p，反向时，开始。保持不间隙导致的非线性位置误差，它发生在旋转运动或直变，直到减小2△后，。和才恢复线性关

6、系。线运动的部件之间。齿隙死区误差既是机械传递过在伺服系统的多级齿轮传动中，各级齿轮的间隙程正常进行不可缺少的一种非线性，同时也是影响系影响是不同的。设有一传动链为三级传动，R为主动统动态性能和稳态精度的重要因素。由于齿隙的不轴，c为从动轴，各级传动比分别为、i，，齿侧间可微非线性特性，对其补偿变得非常困难，从而增加隙分别为△、△、△，如图2所示。了传动系统控制的复杂程度。如果不能消除齿隙误因为每一级的传动比不同，所以各级齿轮传动间差的影响，系统性能会因极限环或冲击而降低甚至变隙对输出轴的影响也不一样。将所有的传动间隙都得不稳定，同时轮齿的刚性碰撞会产生严重的振荡和折算到输出轴C上

7、，总间隙△为：收稿日期：2011—10—22作者简介：闫占辉(1968一)，男，博士，教授，主要从事机床动力学与精密加工方面的工作。·58·应用与试验·机械研究与应用·式中：为进给导轨的静摩擦力；为传动系统折算叁+到工作台上的综合拉压刚度；。为导轨静摩擦系数；g如果折算到输入轴上，总间隙△为：为重力加速度；tO为机械传动装置固有频率。△R=△l+il△2+il屯△3(3)上式表明，死区误差与传动链的固有频率及摩擦系数有关，死区误差应小于脉冲当量值。2．5机械传动部分的