數(shù)控機(jī)床雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床朝著高速高精高穩(wěn)定性方向發(fā)展，對(duì)于大型移動(dòng)部件，傳統(tǒng)單絲杠驅(qū)動(dòng)難以做到重心驅(qū)動(dòng)，在高速進(jìn)給時(shí)易發(fā)生振動(dòng)，于是雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)在近幾年得到越來越多的應(yīng)用。雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)多了一套進(jìn)給部件，使其設(shè)計(jì)和建模分析方面變得更加復(fù)雜。本文針對(duì)數(shù)控機(jī)床雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化進(jìn)行研究。在總結(jié)雙絲杠驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)和相對(duì)單絲杠驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)區(qū)別的基礎(chǔ)上，提出了雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。構(gòu)建了考慮多重冗余約束、主要零部件和主要誤差源的雙絲杠

2、驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)位置誤差模型和角度誤差模型。考慮移動(dòng)部件長(zhǎng)度、主軸箱位置等因素，對(duì)絲杠、導(dǎo)軌跨距組合進(jìn)行優(yōu)化，得到了單項(xiàng)目標(biāo)的最優(yōu)跨距組合區(qū)間系數(shù)以及針對(duì)多目標(biāo)的跨距最優(yōu)組合。開發(fā)了數(shù)控機(jī)床雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化工具集。
　　第一章綜述了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)相關(guān)研究現(xiàn)狀，針對(duì)雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)分析了已有研究的優(yōu)點(diǎn)和不足，闡明了本文的研究目的及意義，給出了本文的研究?jī)?nèi)容及組織架構(gòu)。
　　第二章闡述了雙絲杠驅(qū)動(dòng)原理，在總結(jié)

3、雙絲杠驅(qū)動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)和相對(duì)單絲杠驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)區(qū)別的基礎(chǔ)上，提出了雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)。
　　第三章從誤差源中區(qū)分出間隙誤差，提出了間隙誤差空間的概念并研究了間隙誤差空間的圖解和數(shù)學(xué)表達(dá)，分析了間隙誤差及多重冗余約束對(duì)機(jī)構(gòu)誤差的影響，即冗余約束可以減小間隙誤差空間從而提高機(jī)構(gòu)精度。構(gòu)建了考慮多重冗余約束、主要零部件和主要誤差源的雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)位置誤差模型及角度誤差模型。
　　第四章考慮移動(dòng)部件長(zhǎng)度、負(fù)載位置動(dòng)態(tài)變化，對(duì)

4、雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了大量絲杠導(dǎo)軌跨距組合算例分析，優(yōu)化目標(biāo)包括傳遞誤差、靜力學(xué)變形和固有頻率，得到了單項(xiàng)目標(biāo)的變化趨勢(shì)、最優(yōu)跨距組合區(qū)間和區(qū)間系數(shù)。在最優(yōu)區(qū)間內(nèi)，通過kriging方法和NSGA-Ⅱ算法求得多目標(biāo)最優(yōu)的絲杠導(dǎo)軌跨距組合。
　　第五章闡述了數(shù)控機(jī)床雙絲杠驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化工具集的體系結(jié)構(gòu)，介紹了該工具集的功能模塊，并通過VTM200/F5車銑復(fù)合加工中心Z向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)工具集進(jìn)行了應(yīng)用驗(yàn)證。
　　第六