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文檔簡介
1、磨床進給系統(tǒng)的爬行和頻響問題是影響工件加工質(zhì)量的關(guān)鍵問題之一。本文以上??萍脊リP(guān)項目“面向精密磨床的壓電驅(qū)動超精密定位工作臺研制”為背景,結(jié)合精密和超精密磨削加工需求,設(shè)計了以壓電陶瓷為驅(qū)動器、以柔性鉸鏈為導向支承機構(gòu)、以單片機為核心的超精密進給系統(tǒng)。該系統(tǒng)與磨床原有橫向進給系統(tǒng)相結(jié)合,采用粗、精兩級進給,可實現(xiàn)±0.03μm的進給精度。 論文的主要工作和貢獻包括: (1)確定了以柔性鉸鏈組構(gòu)成的導向支承機構(gòu);分析了壓電
2、陶瓷驅(qū)動器的工作特性,根據(jù)導向支承機構(gòu)的杠桿原理,結(jié)合加工實際要求得出導向支承機構(gòu)的主要性能指標,基于有限元分析等技術(shù),完成了柔性鉸鏈導向支承機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、靜態(tài)剛度分析,設(shè)計了柔性鉸鏈預(yù)緊機構(gòu),以避免壓電驅(qū)動器承受拉應(yīng)力。 (2)自主開發(fā)和設(shè)計了一套用于控制壓電陶瓷的單片機控制系統(tǒng)硬件電路,在建立超精密進給工作臺動力學模型的基礎(chǔ)上,針對壓電陶瓷的特性與硬件電路,研制和開發(fā)了基于前饋模型的閉環(huán)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計采用模塊化
3、思想。通過采用位移傳感器作為位移反饋裝置,對超精密進給工作臺實施閉環(huán)控制,并采用了基于壓電陶瓷非線性模型的控制方法,在一定程度上消除由壓電陶瓷自身物理特性引起的滯后誤差和環(huán)境等因素引起的誤差。 (3)結(jié)合磨削加工工藝的特點和需求,設(shè)計和開發(fā)了滿足不同要求的超精密加工工作模式,為系統(tǒng)的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 (4)設(shè)計了超精密進給工作臺性能測試實驗,對超精密進給系統(tǒng)分別進行了各種測試與分析,如:靜態(tài)、動態(tài)性能測試,并對實驗結(jié)
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