宏微驅(qū)動(dòng)控制及其在高精密數(shù)控車床上的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、材料技術(shù)、超精密加工技術(shù)的發(fā)展，加工精度已經(jīng)開始進(jìn)入納米級(jí)，對(duì)其所需的加工機(jī)床提出了更高的要求。機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)是影響機(jī)床整機(jī)性能的關(guān)鍵因素之一，提高進(jìn)給精度的主要途徑之一就是采用宏微驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)，由宏驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)加工尺寸及輪廓，由微驅(qū)動(dòng)進(jìn)行尺寸、輪廓的誤差補(bǔ)償，達(dá)到超精密加工要求，在大行程高精度加工領(lǐng)域，宏微驅(qū)動(dòng)進(jìn)給系統(tǒng)受到越來(lái)越多的應(yīng)用和關(guān)注。本文在深入了解國(guó)內(nèi)外高精密機(jī)床及宏微驅(qū)動(dòng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，探討宏微驅(qū)動(dòng)最優(yōu)控制問(wèn)題

2、，以及宏微驅(qū)動(dòng)在車床上的應(yīng)用。
　　交流伺服電機(jī)加滾珠絲杠的宏驅(qū)動(dòng)和壓電驅(qū)動(dòng)柔性鉸鏈導(dǎo)軌的微驅(qū)動(dòng)耦合成宏微驅(qū)動(dòng)平臺(tái)，在系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性研究中，建立了對(duì)宏動(dòng)臺(tái)、微動(dòng)臺(tái)的數(shù)學(xué)模型，根據(jù)宏、微工作臺(tái)的串聯(lián)形式建立整體動(dòng)態(tài)模型，分析了宏、微工作臺(tái)之間的動(dòng)態(tài)耦合關(guān)系，并分別求得其傳遞函數(shù)，為控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。
　　宏微驅(qū)動(dòng)由PMAC集中智能控制，交流伺服電機(jī)采用了PID控制方法;微動(dòng)機(jī)構(gòu)采用PI加濾波器閉環(huán)控制，其閉環(huán)

3、時(shí)控制分辨率達(dá)1.2nm;宏/微結(jié)合時(shí)采用了自適應(yīng)控制及邏輯控制，宏微驅(qū)動(dòng)總系統(tǒng)的控制方案有點(diǎn)位靜態(tài)補(bǔ)償控制、點(diǎn)位動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制以及連續(xù)定位控制，分別探討了其實(shí)現(xiàn)原理與控制流程。
　　構(gòu)建了宏微驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分別研究了宏微驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的性能測(cè)試與控制實(shí)驗(yàn)，性能測(cè)試有:微動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、宏動(dòng)系統(tǒng)檢測(cè)精度對(duì)比、微動(dòng)系統(tǒng)開閉環(huán)精度對(duì)比以及編碼器、光柵、激光干涉儀測(cè)量精度的對(duì)比，從而為控制方案的確定提實(shí)驗(yàn)依據(jù)。而后進(jìn)行了點(diǎn)定位動(dòng)、靜補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)和連