數控外圓磨床廠家：考慮摩擦和間隙影(ying)響的平面(mian)磨床進給伺服系(xi)統建模與分析（四(si)）

• 工作臺(tai)爬行(xing)現(xian)象機理分析

   由于數控外圓磨床、精密平面磨床機械系統中摩擦(ca)和間隙(xi)(xi)的影響(xiang)是重疊的，二者的作用很難區分開。如(ru)果在結(jie)構設計中只考慮摩擦(ca)而(er)忽略間隙(xi)(xi)，將造成(cheng)不(bu)良的后果，反之亦然。

1、摩擦因素

   數控外圓磨床、精密平面磨床系統由于非線性摩擦力的兩個特點：低速進給下的stribeck摩擦以及靜、動摩擦力存在差值，工作臺可能發生爬行現象。利用數值仿真分析法分析進給伺服系統在摩擦非線性的影響下，stribeck速度、動靜摩擦力比值和爬行現象之間的關系，仿真中位置輸入為斜坡輸入，輸入速度為勻速。

（1）stribeck速度

    stribeck速度決定了摩擦存在負斜率的區間。首先分析進給速度與stribeck速度的關系對工作臺輸出的影響。在fs=25N，fc=14.7N，stribeck速度為0.002m/s的條件下，令系統進給速度分別為0.004m/s和0.001m/s。如圖6-7所示，從圖6-7可以看出，進給速度大于stribeck速度時，工作臺的速度響應在開始發生過度震蕩，但隨著時間的增加最終都趨于穩態值。而當進給速度小于stribeck速度時，工作臺的響應位移和速度均發生了明顯得變化，速度響應出現了零點跳躍甚至負值的現象，工作臺的位移則出現了爬行現象。這說明，由于低速下摩擦的負斜率特性，進給速度較低時會導致工作臺的運動不穩定，尤其進給速度小于stribeck速度時，會發生爬行現象。

（2）靜動摩(mo)擦力比值(zhi)

數控外圓磨床(chuang)(chuang)、精密平面磨床(chuang)(chuang)的靜動摩擦力之間存在差異，其差值的大小會對系統的動態行為產生重要的影響。上述分析已經表明系統進給速度低于stribeck速度會導致爬行現象。但是不一定會產生爬行，在此基礎上，現分析進給速度低于stribeck速度時，靜動摩擦力的比值對工作臺輸出的影響。令h=fs/fc，圖8-9給出了進給速度為0.001m/s,靜摩擦力fs為25N，h分別為1.4和1.7時工作臺響應的變化。同時，為了進一步分析摩擦力數值大小的變化與爬行的關系，圖10-11給出了靜摩擦力為50N時的結果進行比較。

   從圖8-9可以看出，靜摩擦力為25N時，h=1.4，工作臺的速度響應經過超調過度后趨于穩態，此時雖然進給速度低于stribeck速度，但并無爬行現象。而h=1.7時，靜動摩擦力比值的變化對系統動力學行為產生了很大的影響，工作臺位移在整個運行過程中速度呈周期性突變，位移發生了明顯得爬行現象。而圖10-11中靜摩擦力為50N時，兩張h值下工作臺的輸出與25N時是相似的。以上分析表明，進給速度低于stribeck速度并不是爬行發生的充分條件，爬行的發生還與靜動摩擦力的差值有關，靜動摩擦力差距越大，爬行行為越容易發生。而與靜動摩擦力大小無關，但數值的改變會影響速度突變的周期和幅值。摩擦力增加時，速度突變周期變長，幅值增加。通過不斷改變h仿真，發現當h＞1.6時，工作臺就開始出現爬行。