用于磨削加工的微進(jìn)給系統(tǒng)及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文結(jié)合磨床行業(yè)需求，設(shè)計(jì)了以壓電元件為驅(qū)動(dòng)器、以柔性鉸鏈為導(dǎo)向支承機(jī)構(gòu)、以單片機(jī)為核心的閉環(huán)控制系統(tǒng)的高剛度、高精度微進(jìn)給系統(tǒng)。該系統(tǒng)與磨床原有橫向進(jìn)給系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)粗精兩級(jí)進(jìn)給，將大大提高磨床進(jìn)給系統(tǒng)的精度。 在對(duì)國內(nèi)外精密加工現(xiàn)狀進(jìn)行了全面了解的基礎(chǔ)上，對(duì)支持精密加工的關(guān)鍵部件微進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了深入的分析和研究。比較了各種微進(jìn)給方法，根據(jù)實(shí)際加工對(duì)精密橫向進(jìn)給的要求，提出了基于壓電驅(qū)動(dòng)方式精密微進(jìn)給系統(tǒng)的技術(shù)要求。

2、 在對(duì)比現(xiàn)有各類驅(qū)動(dòng)器特點(diǎn)基礎(chǔ)上，對(duì)所采用的壓電驅(qū)動(dòng)器特性進(jìn)行了深入的研究，并根據(jù)精密磨削的要求和成本因素，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)所需的驅(qū)動(dòng)電源、傳感器等設(shè)備進(jìn)行了配置和選擇；建立了基于柔性鉸鏈的導(dǎo)向支承機(jī)構(gòu)的理論設(shè)計(jì)模型，并基于有限元軟件對(duì)支承機(jī)構(gòu)進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能分析，對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化：該機(jī)構(gòu)利用杠桿原理，系統(tǒng)的等效剛度與變形量縮小系數(shù)的平方成反比，縮小壓電驅(qū)動(dòng)器的形變量，微進(jìn)給系統(tǒng)就達(dá)到很高的剛度。 本文還介紹了現(xiàn)有國內(nèi)外在壓電驅(qū)動(dòng)器

3、建模及控制方法方面的最新進(jìn)展。采用多項(xiàng)式擬合法，建立了開環(huán)控制系統(tǒng)的控制模型；設(shè)計(jì)了采用單片機(jī)作為控制核心的閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括A/D模塊、D/A模塊、人機(jī)接口模塊等；分析了精密加工對(duì)環(huán)境的要求，根據(jù)現(xiàn)有條件，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)；結(jié)合磨削加工的需求，設(shè)計(jì)了微進(jìn)給工作臺(tái)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)導(dǎo)向支承機(jī)構(gòu)和微進(jìn)給工作臺(tái)以及整個(gè)系統(tǒng)分別進(jìn)行了靜態(tài)、動(dòng)態(tài)性能測(cè)試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。在普通車床和數(shù)控車床上使用微進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了加工實(shí)驗(yàn)，以驗(yàn)證