随着中国制造2025计划的提出,高档数控机床迎来了发展的大好时机,但同时也面临着重大挑战,在高精度数控伺服系统中摩擦力是影响加工精度的主要因素之一,特别是低速时由于其非线性导致轮廓误差增大是目前急需解决的问题,也是当前工程中研究的热点。本文通过数值计算研究各项参数对摩擦影响,对伺服进给系统进行摩擦力建模,分析在存在预紧力情况下负载变化与摩擦力的关系并验证。最后,在分析摩擦对伺服进给系统运动性能影响的基础上,针对进给系统进行了基于摩擦模型的前馈控制补偿研究,并取得了有效的成果。对粗糙表面在润滑条件下的摩擦系数进行了数值计算,并分析了速度、压力、表面粗糙度等主要参数变化对摩擦曲线的影响。当两粗糙表面在某一速度下运动时,通过粗糙峰接触变形产生的剪切力计算接触摩擦力,采用非牛顿流变模型计算油膜中剪切力形成的流体摩擦力,利用运动过程中形成的中心油膜厚度来判断所处润滑阶段,不同润滑阶段时两种摩擦力在总摩擦力中的占比不同,这样通过数值计算的方法便得到了在润滑情况下摩擦系数与速度的关系曲线。在数值计算的基础上,分析了压力、表面粗糙度主要影响参数在不同条件下摩擦曲线的变化趋势。数控机床通常需要加工不同质量的工件,但为了保证系统刚度,滚珠直线导轨和滚珠丝杠会施加预紧力,导致摩擦力并不是与质量呈线性关系。本文先从理论角度对滚珠进行了具体的受力分析,计算出之间的关系,在对伺服进给系统摩擦力信号滤波处理后采用LuGre摩擦模型进行静动态参数辨识,通过实验验证以上理论关系。随后对伺服进给系统进行了数学模型的建立,并在Simulink中对系统进行仿真分析摩擦对进给系统运动性能的影响,设计速度前馈控制器以减小由于系统滞后带来的位置误差,在此基础上设计摩擦补偿前馈控制器,并对控制器进行降阶,采用基于摩擦模型的前馈补偿方法进行摩擦补偿,有效地提高了伺服系统的控制精度。