微细铣削圆弧槽微结构时的微毛刺分析及预测

以微小型三轴立式数控铣床为加工平台,采用微径铣刀进行微细铣削加工铅黄铜(HPb6323)实验。首先分析了铣削微圆槽时顶端微毛刺的主要形态。分析了灰色理论模型的原理,根据实验中微毛刺的测量结果,采用灰色理论,利用累加生成运算对原始数据进行变换,从而得到规律性较强的累加数据,并基于灰色理论建立了微毛刺大小预测的灰色预测模型,实现微细铣削圆槽时微毛刺尺寸的预测。微毛刺尺寸的预测结果与实验结果吻合,证明了所建立的模型适合于微毛刺尺寸的预测。     

Practical Control of a Ball-Screw-Driven Stage for Long-Range Nanometer Positioning

A DC motor and ball-screw-driven stage is studied for long-range nanometer positioning.The closed-loop system with high-gain PID controller is specially designed for high-precision point-to-point (PTP) positioning.A particular input shape of the closed-loop system is proposed to avoid overshoot and vibration by taking into account the nonlinear characteristics of the feed drive.Friction modeling and identification are avoided and the effect of friction is greatly suppressed by the controller.Experimental and simulated results demonstrate long-range nanometer positioning is achieved without overshoot.In PTP positioning from 10 mm down to 5 nm,the positioning error is within ±5 nm and response dynamic is satisfactory.     

提升技术与工艺 助推汽车工业发展——自主品牌车联网技术应用可行性研究

汽车工业的发展,离不开技术与工艺的进步。＂零部件强,则汽车工业强;零部件弱,则汽车工业弱＂,目前汽车零部件的生产效率、产品品质已成为影响中国汽车发展的重要因素。提升我国汽车零部件的技术与工艺水平已到了刻不容缓的地步,     

纳米定位技术的发展现状

超精密位置控制技术是超精密加工和测量的基础。通过对现有几种具有纳米分辨率的驱动系统进行比较,分析了各种定位系统的特点,展望了纳米定位技术的发展方向。     

自主品牌车联网技术应用可行性研究

车联网就是通常所说的Telematics,是通信(Telecommunication)与信息科学(Informatics)两个词的合成词。车联网是利用车上的终端机(含GPS模块及通信模块)、车载CANBUS系统及互联网的     

车联网在自主品牌汽车中的技术可行性研究

随着电子技术在汽车上的广泛使用,汽车技术越来越电子化、智能化。进入21世纪后随着互联网的迅速推广,人们对信息化的依赖越来越大,因此汽车制造商不仅要为客户提供高品质的汽车及售后服务,同时必须考虑给车主提供更多的信息服务,让车主不仅有更安全、更舒适的驾车体验,而且还实时知道外面的世界。车联网利用卫星导航、无线通信、局域网络及诊断技术将车、人及外面的世界联系起来。目前全球主要发达国家和地区车厂都已经推出了车联网技术,并成为相关领域备受关注的市场热点。中国汽车电子技术发展迅猛,因此自主品牌汽车研究车联网势在必行。     

快速无超调纳米定位

对于“直流电机＋滚珠丝杠”驱动机构，摩擦是实现大行程具有纳米级分辨率点位控制的主要障碍．通过设计高增益PID控制器，可以抑制摩擦的影响并在大范围内实现纳米定位，只是系统的性能受到执行机构饱和的影响．通过将时间优化的Bang—Bang控制器与该PID控制器结合在一起构成变结构控制系统，使用PID闭环控制跟踪Bang—Bang控制下的理论减速轨迹，并实现最终定位，从而消除了饱和所造成的超调．实验和仿真结果显示，该系统可以在较大摩擦力和模型参数变化的情况下获得大范围无超调的纳米定住，并且响应时间最优．     

高增益PID控制器实现纳米定位

建立了高增益PID闭环控制系统,在"直流伺服电机＋滚珠丝杠"驱动机构上实现了大范围的纳米定位。对于"伺服电机＋滚珠丝杠"驱动系统来说,摩擦是实现纳米定位精度的主要障碍,它影响着系统微动特性并导致稳态误差。针对这种驱动系统,在根据标定参数计算得到的线性传递函数的基础上,设计高增益不完全微分、比例反馈PID控制器,配置闭环控制系统的极点为负实轴上的多重极点,避免了摩擦力建模和补偿。实验结果表明,该高增益闭环控制系统有效地抑制了摩擦等非线性因素的影响,在系统的宏动和微动特性阶段都可以实现单步的纳米定位并取得了一致的响应,10 nm~10 mm阶跃响应的稳态误差不超过±2 nm。     

大口径倍频晶体高精度温控装置的研制

非临界相位匹配条件下,为保证大口径倍频晶体具有较高的温度稳定性与一致性,在全口径范围内实现最优的倍频转换效率,设计了一种采用电加热方法进行高精度温度控制的装置。在装置设计中,充分考虑倍频晶体导热系数小、形状薄而大的特点,通过热传导加热倍频晶体,并同时加热装置其他部分,形成自然对流,均衡晶体温度。通过仿真和实验得到该装置温度分布的整体规律,得到在不同加热长度下,晶体稳定温度及稳定所需时长随晶体材料导热系数变化的规律。实验和仿真均表明:该装置能加热80 mm口径的倍频晶体至目标温度,并将其温度一致性控制在0.15℃范围内。     

微小型超精密微细铣削机床的研制

为了满足超薄壁微小结构零件的超精密加工需要,研制了一台微小型超精密三轴联动微细铣削加工机床.机床的总体尺寸为600mm×500mm×700mm,三个直线运动轴的行程均为75 mm.为了克服传统的由滚珠丝杠驱动的伺服系统带来的非线性问题,此机床采用了永磁直线电动机直接驱动气体静压导轨,并由5nm分辨率的线性光栅作为位置反馈元件组成全闭环控制系统的伺服控制方法;采用高精度运动控制卡PMAC嵌入工控机的开放式数控系统,并采用"PID算法+前馈控制"的复合控制策略.跟踪阶跃信号和正弦信号的实验结果表明,机床可以实现纳米级的运动控制精度:使用分辨率为1 nm的Renishaw激光干涉仪测量,得到补偿后的三个运动轴的定位精度均小于±0.25 μm,重复定位精度均小于±0.2 μm.使用φ0.5 mm的硬质合金立铣刀加工一组高度为50 μm的台阶,加工精度为±0.3 μm;使用φ1 mm的硬质合金立铣刀加工平面的表面粗糙度为40nm.