基于UMAC的微V槽陣列精密機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā).pdf

1、光纖陣列FA(Fiber Array)器件是一種高集成、小型化和大數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓鈱W(xué)器件，已經(jīng)被廣泛用于光通信、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、軍事等領(lǐng)域。至今國內(nèi)市場上高精密微Ⅴ槽陣列的制作大多是引進(jìn)國外精密數(shù)控機(jī)床加工或直接進(jìn)口，造成成本高、維護(hù)困難，開放性不高等缺點(diǎn)，為后續(xù)研究和突破造成諸多困難，不利于企業(yè)參與國際市場的競爭。為了滿足現(xiàn)代化產(chǎn)品及光電產(chǎn)業(yè)需求，自主研發(fā)出一套微Ⅴ槽精密機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)具有重要意義。
　　本課題所研究的微Ⅴ槽精密機(jī)床正是為

2、了滿足光電產(chǎn)業(yè)需求而研究設(shè)計(jì)的，該機(jī)床主要用于加工高精密微Ⅴ槽陣列元器件。為了達(dá)到微Ⅴ槽加工精度要求，本課題圍繞精密機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)展開相關(guān)研究工作。
　　首先，對機(jī)床的整體布局及機(jī)械關(guān)鍵功能部件進(jìn)行分析和闡述，論證其機(jī)械組成特點(diǎn)對機(jī)械系統(tǒng)精度和剛度的影響，接著從硬件功能、成本、開發(fā)難易程度及可重復(fù)利用率出發(fā)，完成機(jī)床控制系統(tǒng)硬件選型，基于UMAC運(yùn)動控制器、研華IPC-5120工控機(jī)、Parker公司生產(chǎn)的I-Force無鐵芯直線電

3、機(jī)、TA330線性放大器、海德漢及雷尼紹模擬量光柵尺完成機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件平臺的搭建。
　　其次，利用UMAC運(yùn)動控制器開放性特點(diǎn)，在Windows平臺下運(yùn)用QT開發(fā)工具完成人機(jī)界面程序的編寫，人機(jī)界面包括建立機(jī)床刀具參數(shù)、磨削參數(shù)、工件參數(shù)的數(shù)據(jù)庫管理;加工程序自動生成、手動編寫，實(shí)現(xiàn)加工文件的讀取、保存、復(fù)制和刪除等功能;程序載入、開始、暫停、停止功能;電機(jī)位置和狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測和反饋等。
　　然后，對機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)PID參數(shù)

4、進(jìn)行激勵整定，提高機(jī)床的動靜態(tài)特性，減少系統(tǒng)跟隨誤差。為了提高微Ⅴ槽陣列精密機(jī)床的定位精度，達(dá)到微Ⅴ槽高精度加工要求，利用激光干涉儀對機(jī)床Z軸進(jìn)行定位精度檢測和誤差補(bǔ)償，提高機(jī)床定位精度及重復(fù)定位精度，使機(jī)床定位精度達(dá)到微Ⅴ槽陣列高精度加工要求。
　　最后，機(jī)床主軸是否進(jìn)行動平衡調(diào)節(jié)對微Ⅴ槽陣列元器件進(jìn)行加工對比實(shí)驗(yàn)，通過對微Ⅴ槽的加工結(jié)果進(jìn)行檢測與對比分析，驗(yàn)證機(jī)床機(jī)械特性和數(shù)控系統(tǒng)對微Ⅴ槽加工精度的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出對機(jī)床主軸