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文檔簡介
1、大行程高精度定位進(jìn)給系統(tǒng)在振動測試、武器裝配、航天航空、IC制造、MEMS制造、精密光學(xué)儀器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。隨著精密加工技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)單一驅(qū)動方式下的行程與精度兩大要素的對立關(guān)系凸顯。宏/微雙驅(qū)動的定位進(jìn)給方式有效的解決了大行程、高精度要求的技術(shù)難題,同時集合了宏驅(qū)動平臺快速移動、遠(yuǎn)距離傳送和微驅(qū)動平臺的精度高、響應(yīng)快、體積小等優(yōu)勢,為精密、高精密加工制造提供了良好的方案策略,推動著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。
本文基于國
2、家自然科學(xué)基金--骨植入體材料多孔鈦合金介觀尺度切削機(jī)理及微結(jié)構(gòu)加工結(jié)構(gòu)完整性研究(基金號:51305174)的項(xiàng)目背景,并針對國內(nèi)外目前關(guān)于宏/微雙驅(qū)動定位進(jìn)給系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,提出了一種雙層疊加式宏/微二級驅(qū)動定位進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。宏動平臺采用直線電機(jī)驅(qū)動和光柵尺測量反饋;微動平臺采用PZT壓電陶瓷驅(qū)動與柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)傳動定位配合,并采用激光干涉儀進(jìn)行微動系統(tǒng)的精度檢測;微驅(qū)動平臺疊加在宏驅(qū)動平臺上,隨宏驅(qū)動平臺進(jìn)行大行程移動。
3、 在控制系統(tǒng)方面,提出了宏動平臺部分采用固高運(yùn)動控制器進(jìn)行平面二維平臺的運(yùn)動控制,微動平臺部分根據(jù)HSPY精密可調(diào)電源RS232傳輸標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)輸出電壓控制系統(tǒng),并根據(jù)宏、微平臺的誤差檢測、反饋信息開發(fā)一套適用于宏/微雙驅(qū)動的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng),可以同時實(shí)現(xiàn)宏、微單通道驅(qū)動和并行雙驅(qū)動及二次誤差補(bǔ)償。
在微驅(qū)動平臺設(shè)計(jì)中重點(diǎn)進(jìn)行了柔性鉸鏈、微動臺和微驅(qū)動平臺整體的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。并對壓電陶瓷壓電特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證;基于柔性鉸鏈的特性分析突
4、破性的提出了選用彈性塑料(ABS)進(jìn)行3D打印以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柔性鉸鏈制造方法,并對整個微動平臺進(jìn)行力學(xué)模型、輸入輸出特性等研究和靜態(tài)特性、模態(tài)等有限元仿真分析,并通過模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了分析結(jié)果。
搭建了宏/微雙驅(qū)動定位進(jìn)給系統(tǒng)試驗(yàn)樣機(jī),進(jìn)行整個雙驅(qū)動系統(tǒng)的精度檢測和誤差分析。建立平臺整體的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型,并對雙驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行動力學(xué)建模和重復(fù)定位精度測量等,最終實(shí)現(xiàn)行程230mm?265mm,機(jī)床整體定位進(jìn)給精度為10nm級,
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