基于音圈電機(jī)的快速伺服刀具驅(qū)動(dòng)裝置研究.pdf

1、隨著光電子學(xué)的發(fā)展，光學(xué)元件在航天、軍事、醫(yī)學(xué)、通訊等一系列科技領(lǐng)域中起到了關(guān)鍵甚至決定性的作用，非回轉(zhuǎn)對(duì)稱光學(xué)曲面(Non-Rotationally Symmetric Surface，簡(jiǎn)稱 NRS曲面)元件已成為光電產(chǎn)品中不可替代的關(guān)鍵零部件。但是，現(xiàn)有制造加工NRS曲面的技術(shù)方法，加工時(shí)間長(zhǎng)、成本高。因此，高效精密并且低成本的加工NRS元件成為制約光電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)開發(fā)一種大行程的快速伺服刀架(Fast Tool Serv

2、o，簡(jiǎn)稱FTS)，使用金剛石車削加工的方法加工NRS元件成為解決上訴問題的核心技術(shù)。本文從大行程FTS的設(shè)計(jì)理論入手，對(duì)大行程、高頻響、高剛度的FTS系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)研究，以漸進(jìn)多焦點(diǎn)鏡片的加工為應(yīng)用背景。
　　本文針對(duì)快刀伺服加工的特點(diǎn)，分析了快刀伺服加工切削力及其影響因素，進(jìn)行了大行程FTS的設(shè)計(jì)，并確定FTS的相關(guān)設(shè)計(jì)參數(shù)。通過對(duì)導(dǎo)軌布置、導(dǎo)軌截面、驅(qū)動(dòng)裝置、傳感器、慣性平衡方案的規(guī)劃和比較確定了大行程FTS總體方案。針對(duì)不同工

3、況和使用要求，設(shè)計(jì)了兩種類型的大行程FTS。
　　在大行程FTS-Ⅰ型裝置設(shè)計(jì)過程中，通過拓?fù)鋬?yōu)化的方法對(duì)滑臺(tái)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，得到了核心元件滑臺(tái)的倒T形截面中空結(jié)構(gòu)形式，并利用ANSYS有限元軟件進(jìn)行了動(dòng)靜態(tài)特性分析。設(shè)計(jì)了滑臺(tái)緊固結(jié)構(gòu)和氣浮裝置并進(jìn)行校核，建立了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三維模型。通過熱傳導(dǎo)分析，建立電機(jī)線圈與滑臺(tái)之間的熱傳遞模型，并采用ANASYS有限元軟件進(jìn)行熱傳導(dǎo)和熱-結(jié)構(gòu)耦合分析，得到了FTS裝置的溫度場(chǎng)分布和變形，對(duì)隔熱