数控机床进给系统的摩擦力特性

基于FANUC数控系统FOCAS函数集提出了实现进给系统伺服电机的力矩电流和工作台位置实时采集的方法.利用三次样条函数,给出了力矩电流和工作台位置离散数据连续化的处理方法,进而提出了进给系统摩擦力辨识算法.利用试验结果,分析了进给系统摩擦力的均值特性和频谱特性,结果表明:由于丝杠螺母副与两端轴承不同轴,其摩擦力局部均值呈现悬链形式,其总体均值在低速进给时较大,随进给速度增加迅速下降;当进给速度达到一定值后,随进给速度增大,摩擦力略有增加.在进给系统工作过程中,滚动体在丝杠滚道内的周期运动、丝杠波纹度、滚动体进出丝杠螺母副及导轨滑块内循环轨道将激励起摩擦力对应的基频和倍频波动.

基于机床原生信息的进给系统位置-速度摩擦模型

利用数控机床信息采集管理与分析系统,采集实时的工作台位置及伺服电机驱动力矩电流等原生信息,进而提出量产数控机床进给系统摩擦力的提取算法。并利用该摩擦力数据的瞬时均值研究其随位置、速度变化的规律。提出摩擦力随位置与速度变化的双重多项式特性辨识方法,利用最小二乘法,拟合试验摩擦力估算值,得到摩擦力瞬时均值对于位置和速度的二维模型。经与Stribeck摩擦模型以及原试验数据的对比,证明位置-速度摩擦模型更能准确地描述量产机床实际的摩擦规律,具有良好的适应性和精度。