半球諧振子拋光機(jī)床UMAC數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、半球諧振陀螺(Hemispherical Resonator Gyro,簡(jiǎn)寫:HRG)出現(xiàn)于20世紀(jì)60年代,是一種基于哥氏效應(yīng)工作的新型振動(dòng)陀螺儀,因具有精度高、壽命長(zhǎng)、工作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、軍事國(guó)防、地球勘探等領(lǐng)域,是國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。半球諧振子作為半球諧振陀螺的核心部件,其加工精度和表面質(zhì)量的好壞直接制約著我國(guó)半球諧振陀螺能否向高精度、慣性級(jí)、實(shí)用化水平發(fā)展。因此,開發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)半球諧振子拋光機(jī)床功能并滿足加工需要的數(shù)

2、控系統(tǒng),對(duì)實(shí)現(xiàn)半球諧振子的超精密加工進(jìn)而提高國(guó)產(chǎn)半球諧振陀螺的性能具有重要意義。
　　本文研究了UMAC運(yùn)動(dòng)控制器的相關(guān)變量、在線指令以及二次開發(fā)原理,為設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)軟件奠定基礎(chǔ);基于數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺(tái),研究了開放式數(shù)控系統(tǒng)上、下位機(jī)的通訊原理,并根據(jù)實(shí)際加工需要規(guī)劃系統(tǒng)軟件功能,在VisualC++編譯環(huán)境中開發(fā)了具有電機(jī)狀態(tài)顯示、控制指令輸入、運(yùn)動(dòng)程序控制、手動(dòng)進(jìn)給調(diào)節(jié)等功能的上位機(jī)控制軟件,并設(shè)計(jì)了風(fēng)格簡(jiǎn)約、易于操作的人機(jī)交互

3、界面。
　　研究伺服系統(tǒng)PID參數(shù)的調(diào)節(jié)原理,利用試驗(yàn)調(diào)整法,通過(guò)階躍信號(hào)響應(yīng)和拋物線信號(hào)響應(yīng)整定伺服系統(tǒng)的相關(guān)控制參數(shù),以提高各軸電機(jī)的控制性能,降低系統(tǒng)的跟隨誤差;利用激光干涉儀測(cè)得各直線軸電機(jī)的系統(tǒng)定位誤差,根據(jù)軟件補(bǔ)償原理,計(jì)算獲得定位誤差補(bǔ)償值并在UMAC中建立相應(yīng)補(bǔ)償表,進(jìn)而完成了定位誤差的補(bǔ)償,提高了系統(tǒng)的定位精度。其中,X軸初始定位誤差為±15μm,補(bǔ)償后,定位誤差降為±0.6μm。
　　對(duì)比分析了半球諧振子

4、的拋光路徑方案,在UGNX數(shù)控加工軟件中,結(jié)合理論作圖法設(shè)計(jì)了半球諧振子的拋光路徑,并生成了用于實(shí)際拋光加工的數(shù)控程序G代碼;在VERICUT加工仿真軟件中,構(gòu)建了機(jī)床仿真模型進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了數(shù)控程序的加工仿真,驗(yàn)證了代碼的正確性與可行性;進(jìn)行了圓環(huán)、曲面零件以及半球諧振子的磁流變拋光試驗(yàn),驗(yàn)證了數(shù)控系統(tǒng)的加工性能,并進(jìn)一步驗(yàn)證了半球諧振子拋光軌跡的可靠性。
　　本文主要完成拋光機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)、伺服系統(tǒng)PID參數(shù)調(diào)節(jié)、系統(tǒng)直線軸電