軌跡可控式磁致伸縮精密微位移致動器研究.pdf

1、基于功能材料致動器的振動輔助加工(VAM)將精密加工與小振幅工具頭振動結(jié)合來改進加工工藝，恰當(dāng)?shù)厝谌胍痪S或二維振動，從而提高加工質(zhì)量。利用功能材料制成的致動器，可滿足多元化的加工需求:響應(yīng)速度快、機械強度高、驅(qū)動條件低、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，以及振動頻率和幅值便于控制等。
　　針對振動輔助加工對致動器的使用需求，選用坡明德合金作為致動器的核心材料，實驗測試了材料的磁致伸縮特性，分析了致動器的結(jié)構(gòu)形式和驅(qū)動方法，確定了四桿驅(qū)動中部鏤空的

2、結(jié)構(gòu)，設(shè)計了軌跡可控式磁致伸縮精密微位移致動器具體結(jié)構(gòu)。根據(jù)致動器的結(jié)構(gòu)和使用需求，經(jīng)函數(shù)解析建立了輸入的控制信號與輸出端瞬時坐標(biāo)之間關(guān)系，簡述了致動器末端的軌跡規(guī)劃及控制原理，為實驗研究提供必要的理論依據(jù)。通過有限元法分析方法，對致動器的固有頻率、振動軌跡形狀、形狀控制方法等進行了計算，旨在優(yōu)化致動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為實驗研究提供必要的參數(shù)依據(jù)。
　　搭建了軌跡可控式磁致伸縮精密微位移致動器的實驗系統(tǒng)，并進行了下列實驗研究:磁場分布

3、實驗，驗證了所提出的致動器磁場分布理論，并量化了磁場的具體分布狀態(tài)。驅(qū)動磁場控制實驗，驗證了正弦信號三要素對致動器工作中輸出端子振動幅值的影響。振動軌跡控制實驗，對致動器的動態(tài)振動性能進行詳細測試、分析及評價。本文在對致動器的末端振動軌跡中，提出了在線調(diào)整的方法，可根據(jù)對振動軌跡的具體使用需求，通過輸入信號的調(diào)節(jié)實現(xiàn)對振動形態(tài)的控制。
　　本文的研究工作是對提供小幅工具頭振動之致動器結(jié)構(gòu)形式及控制方法的進一步發(fā)展和完善，有助于振動