基于PMAC的微噴陣列孔加工宏微復(fù)合控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著微機(jī)電系統(tǒng)的迅速發(fā)展，微噴部件在紡織、印刷、光導(dǎo)纖維、醫(yī)療器械、微電子技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用愈來愈廣，對其制造精度的要求越來越高，因而也越來越受到人們的重視。微細(xì)電火花加工方法具有宏觀作用力小、可控性好等特點(diǎn)，是目前進(jìn)行微噴陣列孔加工的重要方法。國內(nèi)對微噴陣列孔加工設(shè)備的研究較少，目前還沒有商業(yè)化的微噴陣列孔加工設(shè)備，因此研制一臺具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的微噴陣列孔電火花加工設(shè)備具有重大的經(jīng)濟(jì)和現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上

2、，綜合國內(nèi)外微噴陣列孔加工相關(guān)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，針對微噴陣列孔加工對控制系統(tǒng)的要求，完成了微噴陣列孔加工控制系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)。方案采用微細(xì)電火花方法加工微噴陣列孔，利用線電極磨削法在線制作微細(xì)電極，把伺服電機(jī)驅(qū)動精密滾珠絲杠的宏動進(jìn)給機(jī)構(gòu)和壓電陶瓷驅(qū)動柔性鉸鏈的微動進(jìn)給機(jī)構(gòu)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)電極的快速微步距進(jìn)給和工作臺大行程高精度的定位，并設(shè)計(jì)了宏微復(fù)合的電極伺服進(jìn)給控制策略。
　　基于PMAC運(yùn)動控制器搭建了微噴陣列孔加工裝置控制系統(tǒng)

3、的硬件系統(tǒng)，基于Visual C++6.0設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)的人機(jī)界面，按照控制系統(tǒng)功能對軟件系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì)。加工裝置具有接觸感知功能、內(nèi)孔定中心等功能，利用軟件補(bǔ)償可以方便地找正工件，建立了微噴陣列孔加工程序模型，提供了手動編程和自動編程兩種程序操作模式供用戶靈活選擇。巧妙使用了PMAC坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)功能，省略了編程的繁瑣。采用PMAC運(yùn)動程序和PLC程序來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的運(yùn)動控制和邏輯控制，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好，靈活方便。
　　在調(diào)節(jié)了控制系

4、統(tǒng)的PID參數(shù)后對宏動進(jìn)給系統(tǒng)和微動進(jìn)給系統(tǒng)的性能進(jìn)行了測試試驗(yàn)。宏動進(jìn)給系統(tǒng)在階躍量為100μm時(shí)階躍響應(yīng)的上升時(shí)間為4ms，進(jìn)給速度按拋物線在±1.2mm/s范圍內(nèi)變化時(shí)跟蹤誤差在±0.5μm范圍內(nèi)，能分辨出0.5μm的位移，指令進(jìn)給速度為10μm/s時(shí)速度波動率小于0.6％；微動進(jìn)給系統(tǒng)在階躍量為1μm時(shí)階躍響應(yīng)的上升時(shí)間為2ms，進(jìn)給速度按拋物線在±2μm/s的范圍內(nèi)變化時(shí)跟蹤誤差在±10nm范圍內(nèi)，步進(jìn)頻率可達(dá)200Hz。試驗(yàn)