精密球體加工機(jī)壓力控制技術(shù)研究.pdf

1、硬質(zhì)材料精密球是各種精密測(cè)量?jī)x器中的重要元件，在精密工程領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。精密球體加工機(jī)是硬質(zhì)材料精密球加工的重要設(shè)備，其精密程度直接決定著成球的質(zhì)量。拋光壓力是球體拋光過程中的一個(gè)重要變量，其對(duì)工件表面質(zhì)量及拋光速率都有很大的影響?？紤]到國(guó)內(nèi)外精密球體加工機(jī)在壓力加載方面的不足，本文對(duì)精密球體加工機(jī)的壓力加載裝置及其控制系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，以適應(yīng)硬質(zhì)材料精密球的超精密加工要求。
　　 本文針對(duì)普通精密球體加工機(jī)氣動(dòng)加載系統(tǒng)的不

2、足，提出了一種基于步進(jìn)電機(jī)的壓力加載系統(tǒng)，其主要由步進(jìn)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、彈簧均壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。為了能夠控制拋光過程中的上研磨盤的振動(dòng)，本文提出在彈簧均壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間加入一個(gè)磁流變阻尼器，通過控制磁流變阻尼器的阻尼值來實(shí)現(xiàn)對(duì)于上研磨盤振動(dòng)的半主動(dòng)控制。本文重點(diǎn)研究了基于步進(jìn)電機(jī)控制的拋光壓力加載，分析了加載系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，并對(duì)壓力加載過程進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，將壓力加載過程分為兩個(gè)階段:正弦加載階段與模糊PID控制階段。在正弦加載階段中，系統(tǒng)通過控

3、制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實(shí)現(xiàn)拋光壓力的正弦上升，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)的速度到達(dá)一個(gè)穩(wěn)定值時(shí)，停止變化。在模糊PID控制階段中，控制系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)拋光壓力的大小，利用模糊PID算法，對(duì)步進(jìn)電機(jī)的速度進(jìn)行控制，直到拋光壓力到達(dá)設(shè)定值。當(dāng)拋光壓力加載完畢后，控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)讀取上研磨盤的加速度，并且利用讀取的加速度值與控制算法，對(duì)磁流變阻尼器的阻尼值進(jìn)行控制，達(dá)到抑制上研磨盤振動(dòng)的效果。通過多次的硬質(zhì)材料精密球的拋光實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明經(jīng)過改進(jìn)后的拋光壓力加載系統(tǒng)能