用于磨削加工的微進給系統(tǒng)及其應(yīng)用研究.pdf

1、本文結(jié)合磨床行業(yè)需求，設(shè)計了以壓電元件為驅(qū)動器、以柔性鉸鏈為導(dǎo)向支承機構(gòu)、以單片機為核心的閉環(huán)控制系統(tǒng)的高剛度、高精度微進給系統(tǒng)。該系統(tǒng)與磨床原有橫向進給系統(tǒng)相結(jié)合，實現(xiàn)粗精兩級進給，將大大提高磨床進給系統(tǒng)的精度。 在對國內(nèi)外精密加工現(xiàn)狀進行了全面了解的基礎(chǔ)上，對支持精密加工的關(guān)鍵部件微進給系統(tǒng)進行了深入的分析和研究。比較了各種微進給方法，根據(jù)實際加工對精密橫向進給的要求，提出了基于壓電驅(qū)動方式精密微進給系統(tǒng)的技術(shù)要求。

2、 在對比現(xiàn)有各類驅(qū)動器特點基礎(chǔ)上，對所采用的壓電驅(qū)動器特性進行了深入的研究，并根據(jù)精密磨削的要求和成本因素，對整個系統(tǒng)所需的驅(qū)動電源、傳感器等設(shè)備進行了配置和選擇；建立了基于柔性鉸鏈的導(dǎo)向支承機構(gòu)的理論設(shè)計模型，并基于有限元軟件對支承機構(gòu)進行靜態(tài)和動態(tài)性能分析，對機構(gòu)進行了優(yōu)化：該機構(gòu)利用杠桿原理，系統(tǒng)的等效剛度與變形量縮小系數(shù)的平方成反比，縮小壓電驅(qū)動器的形變量，微進給系統(tǒng)就達到很高的剛度。 本文還介紹了現(xiàn)有國內(nèi)外在壓電驅(qū)動器

3、建模及控制方法方面的最新進展。采用多項式擬合法，建立了開環(huán)控制系統(tǒng)的控制模型；設(shè)計了采用單片機作為控制核心的閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括A/D模塊、D/A模塊、人機接口模塊等；分析了精密加工對環(huán)境的要求，根據(jù)現(xiàn)有條件，對實驗環(huán)境進行了基本的設(shè)計；結(jié)合磨削加工的需求，設(shè)計了微進給工作臺性能測試實驗，對導(dǎo)向支承機構(gòu)和微進給工作臺以及整個系統(tǒng)分別進行了靜態(tài)、動態(tài)性能測試，并對實驗結(jié)果進行了分析。在普通車床和數(shù)控車床上使用微進給系統(tǒng)進行了加工實驗，以驗證