基于GMM驅(qū)動(dòng)位移自感知微進(jìn)給裝置設(shè)計(jì)及測試系統(tǒng)研究.pdf

1、LabVIEW(Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench)是一種用圖標(biāo)代替文本創(chuàng)建應(yīng)用程序的圖形化編程語言，可以完成一套完整測試儀器的數(shù)據(jù)采集、分析、顯示和存儲(chǔ)功能，是目前國際上應(yīng)用最廣的數(shù)據(jù)采集和控制軟件之一。GMM(Giant Magnetostrictive Material)是超磁致伸縮材料的簡稱，用其制作的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，具有微位移進(jìn)給、高精度響應(yīng)、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)以及響應(yīng)

2、速度快等優(yōu)點(diǎn)，在超精密加工以及精密微進(jìn)給領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛?；贕MM的微進(jìn)給裝置是目前研究的熱點(diǎn)，由于磁場、預(yù)壓力等因素對GMM材料的磁致伸縮性是直接影響的，使得GMM微進(jìn)給裝置的設(shè)計(jì)與測試具有一定的難度。
　　 本文以智能材料和超精密加工技術(shù)為背景，總結(jié)了GMM微進(jìn)給裝置在超精密加工領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢和實(shí)際意義，論述了磁致伸縮效應(yīng)及其機(jī)理、超磁致伸縮材料性能特點(diǎn)及其在微驅(qū)動(dòng)器件上的應(yīng)用，為超磁致伸縮微進(jìn)給裝置的研究和應(yīng)用提供了必要的

3、基礎(chǔ)。GMM微進(jìn)給裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于磁場結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫控結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、預(yù)壓力設(shè)計(jì)和傳感器設(shè)計(jì)四個(gè)方面。本文研究了GMM棒設(shè)計(jì)參數(shù)、電磁線圈設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)并制作出位移自感知傳感器。并將GMM微進(jìn)給裝置應(yīng)用到刀架上，設(shè)計(jì)出GMM微進(jìn)給刀架，并研究出微進(jìn)給刀架中的測量切削力的八角環(huán)傳感器。GMM微進(jìn)給裝置的工作特性與其主要工作條件預(yù)應(yīng)力、驅(qū)動(dòng)磁場密切相關(guān)，論文通過實(shí)驗(yàn)分析了GMM微進(jìn)給裝置中預(yù)壓力與電流的特性、裝置的加卸載回線和磁滯回線特性，分

4、析了各因素對GMM準(zhǔn)靜態(tài)工作條件下特性曲線的應(yīng)變值、線性度、重合度、磁滯的影響。
　　 本文針對GMM裝置測試系統(tǒng)采用事件驅(qū)動(dòng)的程序設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了對GMM微進(jìn)給裝置的信號采集、分析、顯示的實(shí)時(shí)操作。論文使用國家儀器公司(National Instrument)提供的軟件平臺(tái)(LabVIEW)和國產(chǎn)USB式的數(shù)據(jù)采集模塊搭建了基于虛擬儀器的位移測量系統(tǒng)，并通過LabVIEW編程實(shí)現(xiàn)了多通道數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)測，并且實(shí)現(xiàn)了采集數(shù)據(jù)的分