基于IMAC微銑削五軸數(shù)控系統(tǒng)的研究.pdf

1、近年來,微小型零件、微結(jié)構(gòu)在軍用和民用領(lǐng)域用途廣泛,尤其是航空航天、生物醫(yī)藥、信息技術(shù)等對(duì)微小零件的需求量日益增加。微銑削在復(fù)雜三維(3D)微結(jié)構(gòu)、自由曲面的加工中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),成為機(jī)械制造學(xué)科與技術(shù)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。微銑削機(jī)床的加工精度是保證微結(jié)構(gòu)質(zhì)量的基礎(chǔ),數(shù)控系統(tǒng)作為機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制中樞,其控制性能是保證微銑削加工精度的關(guān)鍵因素之一,因此微銑削數(shù)控系統(tǒng)的研究對(duì)于提高微銑削加工精度有一定的意義。
　　本課題掌握IMAC(Indu

2、strial Motion and Automation Control)的相關(guān)控制變量、在線控制命令的用法:利用試驗(yàn)調(diào)整法,通過階躍響應(yīng)和拋物線信號(hào)響應(yīng)調(diào)整并優(yōu)化伺服系統(tǒng)的控制參數(shù),以提高各電機(jī)的伺服響應(yīng)性能,降低跟隨誤差。利用工控機(jī)與IMAC的通訊原理,開發(fā)具有主界面、菜單項(xiàng)、旋轉(zhuǎn)緩沖器、系統(tǒng)設(shè)置、CCD對(duì)刀和VERICUT數(shù)控仿真等功能的微銑削數(shù)控系統(tǒng)軟件。對(duì)數(shù)控系統(tǒng)直線電機(jī)定位誤差進(jìn)行補(bǔ)償研究。通過激光干涉儀測(cè)得直線電機(jī)的初始定

3、位誤差,根據(jù)誤差補(bǔ)償原理,分析并計(jì)算獲得補(bǔ)償值,對(duì)數(shù)控系統(tǒng)直線軸定位誤差進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償后,X軸定位偏差范圍由±5um降低為±0.3um。
　　設(shè)計(jì)凹球面、余弦旋轉(zhuǎn)曲面和球冠形方底微透鏡陣列的微銑削加工試驗(yàn),優(yōu)化其刀具路徑,以驗(yàn)證伺服系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)、直線軸定位誤差補(bǔ)償和系統(tǒng)軟件對(duì)微銑削加工的實(shí)際作用效果。根據(jù)超景深三維立體顯微鏡和粗糙度輪廓儀對(duì)三種微結(jié)構(gòu)的檢測(cè)結(jié)果可知,三種微結(jié)構(gòu)的加工表面質(zhì)量良好,其中陣列中單個(gè)透鏡粗糙度最小可達(dá)0.