宏微驅動控制及其在高精密數(shù)控車床上的應用研究.pdf

1、隨著計算機技術、材料技術、超精密加工技術的發(fā)展，加工精度已經開始進入納米級，對其所需的加工機床提出了更高的要求。機床進給系統(tǒng)是影響機床整機性能的關鍵因素之一，提高進給精度的主要途徑之一就是采用宏微驅動進給系統(tǒng)，由宏驅動實現(xiàn)加工尺寸及輪廓，由微驅動進行尺寸、輪廓的誤差補償，達到超精密加工要求，在大行程高精度加工領域，宏微驅動進給系統(tǒng)受到越來越多的應用和關注。本文在深入了解國內外高精密機床及宏微驅動研究現(xiàn)狀的基礎上，探討宏微驅動最優(yōu)控制問題

2、，以及宏微驅動在車床上的應用。
　　交流伺服電機加滾珠絲杠的宏驅動和壓電驅動柔性鉸鏈導軌的微驅動耦合成宏微驅動平臺，在系統(tǒng)的動態(tài)特性研究中，建立了對宏動臺、微動臺的數(shù)學模型，根據(jù)宏、微工作臺的串聯(lián)形式建立整體動態(tài)模型，分析了宏、微工作臺之間的動態(tài)耦合關系，并分別求得其傳遞函數(shù)，為控制系統(tǒng)設計及實驗研究提供理論基礎。
　　宏微驅動由PMAC集中智能控制，交流伺服電機采用了PID控制方法;微動機構采用PI加濾波器閉環(huán)控制，其閉環(huán)

3、時控制分辨率達1.2nm;宏/微結合時采用了自適應控制及邏輯控制，宏微驅動總系統(tǒng)的控制方案有點位靜態(tài)補償控制、點位動態(tài)補償控制以及連續(xù)定位控制，分別探討了其實現(xiàn)原理與控制流程。
　　構建了宏微驅動實驗系統(tǒng)，分別研究了宏微驅動實驗的性能測試與控制實驗，性能測試有:微動系統(tǒng)動態(tài)特性、宏動系統(tǒng)檢測精度對比、微動系統(tǒng)開閉環(huán)精度對比以及編碼器、光柵、激光干涉儀測量精度的對比，從而為控制方案的確定提實驗依據(jù)。而后進行了點定位動、靜補償實驗和連