宏微驅(qū)動超精密定位工作臺在磨床上的應用研究.pdf

1、精密工作臺的定位精度是制約機床加工精度的關鍵因素之一。宏微驅(qū)動的超精密定位工作臺將系統(tǒng)劃分為宏動和微動兩個部分,宏定位工作臺完成系統(tǒng)的高速度、大行程、低分辨率的運動,微定位工作臺系統(tǒng)行程小,分辨率高,用來補償宏定位誤差和抑制殘余振動,從而獲得整個超精密定位工作臺系統(tǒng)總體上的大行程、高速度、高精度、高頻響等指標。宏微驅(qū)動超精密定位工作臺是解決機床系統(tǒng)定位過程中大行程和高精度之間矛盾的有效途徑。
　　本文在分析國內(nèi)外宏微驅(qū)動技術的基礎

2、上,以上海市科技攻關項目“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,研制了基于伺服電機和滾珠絲杠的宏進給定位系統(tǒng)和以壓電陶瓷驅(qū)動的微進給工作臺,并以精密線性光柵尺、電感式測微儀和磨加工主動測量儀實現(xiàn)系統(tǒng)的位移全閉環(huán)控制,達到了設計目標。本文的主要工作包括:
　　1.以壓電陶瓷驅(qū)動器的工作特性為基礎,根據(jù)導向支承機構(gòu)的杠桿原理,確定了以柔性鉸鏈組構(gòu)成的導向支承機構(gòu)結(jié)構(gòu)設計,并采用有限元法對機構(gòu)進行校核,滿足設計中對結(jié)構(gòu)的強

3、度、剛度的要求?；诮Y(jié)構(gòu)疲勞壽命分析基本理論,采用有限元法對柔性鉸鏈進行結(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)動系統(tǒng)的數(shù)學模型的基礎上,建立了宏微驅(qū)動系統(tǒng)動力學分析模型,對宏微驅(qū)動超精密定位工作臺系統(tǒng)的關鍵技術進行研究,為壓電陶瓷驅(qū)動控制系統(tǒng)研制奠定基礎。
　　3.采用多項式擬合法,建立壓電陶瓷的前饋控制模型,并設計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