刘丽兰，刘宏昭，吴子英，王建平

(西安理工大学 机械与精密仪器工程学院，西安 710048)

进给伺服系统作为数控机床的核心组成部分，是一种精密的位置跟踪与定位系统，其运动精度和定位精度直接关系到机床的加工精度和表面质量。然而，由于相对移动部件间存在着摩擦，特别是在低速进给情况下，非线性摩擦的静、动摩擦力存在差值及Stribeck效应，使机床进给系统的动态及静态性能受到很大影响，这主要表现为低速时出现爬行现象，稳态时有较大的静差或出现极限环振荡等［1］。这些行为破坏了进给运动的准确性和连续性，极大地影响了工件表面的加工精度。

对机床进给伺服系统准确地建模与分析是设计高性能机床、预测其行为的重要前提。许多学者在该方面做了大量的研究工作［2-4］。本文针对某大型数控车床在低速进给时存在的爬行现象，对其建立合理的考虑摩擦和刚度影响的数学模型，通过数值仿真分析低速进给下导致系统爬行的原因，并进行现场实验予以验证，从而为提出消减爬行的合理措施提供理论与实验依据。

1 横向进给伺服系统描述

图1 伺服进给系统机械结构示意图Fig.1 Mechanical schematic of the feed servo system

某型号数控车床为两轴联动，其横向进给伺服系统结构简图如图1所示。采用伺服电机经二级齿轮减速箱驱动滚珠丝杠旋转，丝杠通过螺母副实现工作台的直线运动。工作台处采用贴塑导轨，运行过程中为滑动摩擦。齿轮减速箱总传动比为6，采用双片斜齿轮增加垫片的方法消除间隙。……