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微进给控制系统关键技术的研究及其应用

更新时间：2020-04-06 09:45:02 大小：3M 上传用户：守着阳光1985 查看TA发布的资源 标签：微进给控制系统 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

在精密磨削玻璃、陶瓷、半导体等脆硬材料时，砂轮切深进给量小于0．1μm，使磨屑呈现出类似切削塑性材料时的卷曲状，并且工件表面没有加工裂纹，加工精度高。然而，传统磨床由于缺少关键技术的有力支持，进给系统不可避免地存在爬行现象，位移分辨率较低，且系统的响应速度低等缺点。本文以某省(市)级科技攻关项目“面向精密加工压电驱动微进给系统设计与研究”为背景，在分析精密磨削、精密磨床和微进给控制技术的基础上，从工程实际应用出发，研制了一种面向精密磨削的压电陶瓷驱动微进给新型控制系统，该系统是一个集驱动、检测和精度补偿为一体的闭环控制系统。本文在以下几个方面进行了较为深入研究： 1.通过对比各种微进给工作台特性和压电陶瓷驱动器控制方法，对微进给系统及其在磨床上的应用进行了方案论证和总体设计。微进给工作台采用压电陶瓷驱动、柔性铰链作为精密位移机构。精密磨床采用二级进给机构，即利用磨床的进给系统作为第一级进给机构实现粗磨、半精磨；用刚度、分辨率和响应速度较高的微进给工作台作为第二级进给机构实现微量进给，完成工件的精密磨削。 2．将微进给工作台等效为单自由度弹簧阻尼系统，建立了该工作台动力学模型。为了消除微进给工作台非线性工作特性下的各种干扰因素的影响，特建立了系统的开环控制和闭环控制两种模型，并在Matlab环境下进行了仿真和对比分析。分析结果表明：闭环控制下的微进给工作台具有较高定位精度和快速响应性。 3．研制了基于压电陶瓷驱动的微进给闭环控制系统。以MCS-51系列单片机AT89C55作为核心处理器，采用精密的电感式测微仪做为位移反馈装置，研制出集驱动、检测和精度补偿为一体闭环控制系统。该系统采用模块化设计，分为驱动系统和检测系统两大模块。 4．建立了微进给系统工作实验平台，对该系统进行了切削加工实验验证以及实际工程应用。设计了基于数据采集卡和Labview的数据采集系统，对微进给系统的静、动态性能进行了测试。实验证明，本文设计的压电陶瓷驱动控制系统闭环控制系统具有良好的人机接口，整个微进给系统行程27μm，定位精度≤士0.04μm，最大响应时间80ms，静态刚度达到195N/μm，且该控制系统具有成本低、体积小、可靠性...