[硕士论文] 数控机床进给系统的研究 [复制链接]

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硕士论文-数控机床进给系统的研究，共80页

在数控机床中，进给伺服系统是数控装置和机床的中问联接环节，是数控系

统的重要组成部分。通常漫计进给伺服系统时必须满足一定的要求，才能保证进

给系统的定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精确度。现代数控机

床向着高速、高效率和高精度的方向发展，进给系统的设计要求也就越来越高，

因此深入研究数控机床进给系统的机构特性和伺服系统的动静态特性，这对数控

机床性能的提高具有重要的意义。本文在介绍数控机床进给机械部件和伺服驱动

系统组成的基础上，分析了进给机构的一些运动特性；采用理论推导的方法。建

立了数控机床进给伺服系统的模型，并以加工中心xK2120为例，分析了它的进

给系统动静态性能，给出了各设计变量对动态特性的影响规律，为进给伺服系统

的设计、参数的选择以及性能的改进提供了理论依据。

论文工作和成果如下：

(1)进给机构的运动特性是研究其伺服控制方法的基础，而且从根本上决定

进给机构所能达到的运动精度。滚珠丝杠是数控机床进给机构中运动传递的核心

部件，本文针对滚珠丝杠传动的进给机构，深入研究了进给机构中的摩擦、Ⅲ度、

反向间隙、热变形等诸多影响进给机构动态性能的因素，并提出了相应的改进措施

(2)研究了滚珠丝杠进给机构的微观运动特性，并建立了适当的动态模型。

(3)讨论了如何运用先进的有限元分析软件ANSYS对滚珠丝杠进行模态分

析：研究了滚珠丝杠的无阻尼自由振动：得到了系统的固有频率和振型。

(4)利用机械动力学原理，建立了进给系统的数学模型并对其进行了分析，

该研究结果为伺服系统的动、静态性能分析提供理论基础。

(5)基于SimL【link建立了XK2120进给系统的仿真模型，获得了反映系统性

能的仿真曲线。并根据仿真模型分析了机械参数和间隙、死区等非线性因素对系

统精确度的影响，提出了改进性能的措施。

文中的建模、仿真方法也适用于其他伺服系统的性能分析与设计，具有较强

的工程实用性。

关键词： 进给系统；机构特性；建模；动态性能；ANSYS；仿真

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