宏微驅(qū)動(dòng)超精密定位工作臺(tái)在磨床上的應(yīng)用研究.pdf

1、精密工作臺(tái)的定位精度是制約機(jī)床加工精度的關(guān)鍵因素之一。宏微驅(qū)動(dòng)的超精密定位工作臺(tái)將系統(tǒng)劃分為宏動(dòng)和微動(dòng)兩個(gè)部分,宏定位工作臺(tái)完成系統(tǒng)的高速度、大行程、低分辨率的運(yùn)動(dòng),微定位工作臺(tái)系統(tǒng)行程小,分辨率高,用來補(bǔ)償宏定位誤差和抑制殘余振動(dòng),從而獲得整個(gè)超精密定位工作臺(tái)系統(tǒng)總體上的大行程、高速度、高精度、高頻響等指標(biāo)。宏微驅(qū)動(dòng)超精密定位工作臺(tái)是解決機(jī)床系統(tǒng)定位過程中大行程和高精度之間矛盾的有效途徑。
　　本文在分析國(guó)內(nèi)外宏微驅(qū)動(dòng)技術(shù)的基礎(chǔ)

2、上,以上海市科技攻關(guān)項(xiàng)目“面向精密磨床的壓電驅(qū)動(dòng)超精密定位工作臺(tái)研制”為背景,研制了基于伺服電機(jī)和滾珠絲杠的宏進(jìn)給定位系統(tǒng)和以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的微進(jìn)給工作臺(tái),并以精密線性光柵尺、電感式測(cè)微儀和磨加工主動(dòng)測(cè)量?jī)x實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的位移全閉環(huán)控制,達(dá)到了設(shè)計(jì)目標(biāo)。本文的主要工作包括:
　　1.以壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的工作特性為基礎(chǔ),根據(jù)導(dǎo)向支承機(jī)構(gòu)的杠桿原理,確定了以柔性鉸鏈組構(gòu)成的導(dǎo)向支承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并采用有限元法對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行校核,滿足設(shè)計(jì)中對(duì)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)

3、度、剛度的要求?；诮Y(jié)構(gòu)疲勞壽命分析基本理論,采用有限元法對(duì)柔性鉸鏈進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞壽命分析,估算出柔性鉸鏈的疲勞壽命,滿足高周疲勞壽命的使用要求。
　　2.在分析宏微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,建立了宏微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型,對(duì)宏微驅(qū)動(dòng)超精密定位工作臺(tái)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,為壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研制奠定基礎(chǔ)。
　　3.采用多項(xiàng)式擬合法,建立壓電陶瓷的前饋控制模型,并設(shè)計(jì)基于前饋模型的閉環(huán)控制系統(tǒng);結(jié)合精密磨削加工工藝的特點(diǎn)