自适应微动控制器在超精密车床中的应用

超精密数控车床加工精度的提高不仅依赖于数控装置的运算速度和曲线的拟合精度,同时还依赖于伺服系统的跟踪精度和点位控制精度。现主要讨论一种采用双频激光干涉仪作为位置反馈元件的基于POPOV超稳定性理论的自适应微动控制器的设计和实验过程。实验结果表明,采用本伺服控制系统可以使超精密机床的定位精度提高到纳米级。     

超精密微动台控制器带宽优化研究

为提高超精密微动台的控制带宽,改善控制性能,针对微动台模型包含机械谐振以及时滞的特性研究一种优化回路成形(Optimized loop shaping,OLS)控制器设计方法。通过回路成形方法分析得出PID控制器相位超前量不足是造成带宽受限的主要因素,并给出一种能实现高带宽的高阶控制器。利用回路成形(Loop shaping,LS)设计方法将控制器参数设计描述为优化问题,并利用遗传算法对其进行求解。将OLS控制器与试验整定的PID控制器进行试验对比,结果显示采用OLS控制器的系统的上升时间、调整时间、定位精度都有较大幅度地改善,最大超调量有所增加但仍在工程允许的范围内,表明所提出方法能够减小控制器设计对经验的依赖并有效提高地超精密微动台的控制性能。     

压电陶瓷微动机构在超精密车削中的应用

介绍了压电陶瓷微动机构的性能特点及在超精密车削加工中的多种用途。     

超精密车床控制系统的研制

介绍了超精密车床控制系统硬件构成及软件功能,并给出了软件工作流程图,讨论了该数控系统所采用的直线插补算法和圆弧插补算法,给出了插补算法所产生的误差及降低此误差的方法,提出了激光闭控制测量误差及机械误差的补偿丝毫眼精密车床的要求。     

日本高效率超精密中小型车床特点

日本在发展效率高的超精密中小型车床方面卓有成效 ,有近 2 0家公司提供这类设备。虽然型号很多 ,但归纳起来有如下特点 :一般用于加工盘形零件而无后顶尖 ,加工对象比较专一 ;CNC系统分辨率为 1 0nm或 1nm ,可同时 2～ 3轴控制 ,使用交流数字伺服驱动系统 ,检测反馈元件多为分辨率 2 5或 1 5nm的双频激光干涉仪 ;机床的机械结构部件 ,主轴基本采用空气静压轴承 ,主轴传动采用柔性联轴器 ,皮带连接等形式 ,近年使用内装式电机主轴结构的增多 ;机械进给多使用滚珠丝杠副或静压丝杠螺母副 ,常组合有压电伸缩或电致伸缩的进给机构 ;导轨有…     

超精密车床内嵌式PLC的硬件设计

结合ＨＣＭ－Ⅰ型超精密车床的实际情况,阐明了采用内嵌式可编程控制器的必要性,详细介绍了内嵌式ＰＬＣ的结构及工作原理,给出了ＰＬＣ关键硬件技术的设计原理及电路图     

具有抑振功能的超精密微动平台

针对目前日益增多的超精密仪器仪表,一般给其提供良好工作环境的工作平台只能消除外界对其的振动干扰,对于仪器仪表自身各种执行机构动作所产生的干扰却无能为力.文中研究的微动平台不仅具有良好的定位功能,同时运用反定位原理,采用闭环PID控制算法,可以有效抑制设备自身产生的振动干扰,从而更全面地获得精密设备所需要的良好工作环境,实现真正意义上的超精密.     

计算机辅助测试超精密车床位置精度

介绍了一种超精密车床位置精度的计算机辅助测试系统,它利用激光干涉仪在线检测超精密车床伺服工作台线性定位精度.该系统利用了系统原有的控制装置和笔者自行研制的与激光干涉仪的接口电路,通过数控编程实时对工作台的静态和动态位置精度进行检测,并分析了本系统的测量精度.     

可编程控制器在改造大型车床中的应用

本文介绍的是用可编程控制器改造一大型半自动曲轴车床和一种综合程序设计方法,并给出设计框图和部分梯形图及程序.     

超精密车床溜板的模糊神经网络主动振动控制研究

提出了溜板的振动主动控制。作为器采用自行研制的主动空气轴承,实现无摩擦接触。控制方法彩和模糊神经网络控制,模糊控制为主控制器,用以逼近实际的复杂时变系统;神经网络控制补偿耦合效应。实验结果表明,基于主动空气轴承地模糊神经网络振动主动控制可以有铲减小溜板振动。     

日本三菱重工开发出超精密车床样机

日本三菱重工业公司最近开发出一种样机 ,它体现了超精密车床所加工的材料 ,从传统的铝、铜、向非金属硬脆材料 ,如黑色陶瓷扩展的趋势。该机上装有超声波振动切削装置。在切削铝、铜及其合金时 ,金刚石刀具仍然像通常一样进行切削 ;而在切削钢材和硬脆材料时 ,超声波振动切削装置使金刚石刀具在高频振动状态下 (振幅 5μm)进行切削。这台样机的切削试验获得了成功 ,借助超声振动切削无氧铜时的表面粗糙度为Ra=0 0 346μm ,而切削不锈钢时表面粗糙度为Ra=0 0 60 8μm。日本三菱重工开发出超精密车床样机…     

亚微米超精密车床隔振的广义预测控制仿真研究

亚微米超精密车床振动控制系统是一个带不确定干扰的非线性系统，用广义预测控制原理提出了一种数字控制的新方法。该方法克服了一般线性状态反馈控制所存在的由于模型非线性和干扰引起系统动态特性和控制精度变差的缺点。用该方法所设计的电磁作动器能够有效地抑制空气弹簧固有的非线性和电磁线圈反电势所引起的涡流干扰。通过仿真，将该方法与一般线性状态反馈控制相比较，结果证明了该方法使系统具有更强的鲁棒性、更好的动态品质和更高的控制精度。     

电磁式超精密微动工作台研究现状与方向

介绍了电磁式超精密微动工作台的驱动原理,对国内外电磁式微动台的研究现状和应用情况进行了综述,针对目前研究中存在的不足,讨论了电磁式超精密微动台研究的主要内容及方向。     

超精密车床进给系统两座标双重定位技术

超精密车床进给系统普遍存在大行程与高精度之间的矛盾,研制出动、静态特性好、行程大、精度高的进给系统是当前超精密加工亟需解决的关键技术之一。本文提出了一种新原理及实现方法,即综合利用计算机、动态检测、信号处理、控制理论、传感器、微位移技术等,将精确进给量分解成主进给量和补偿进给量两部分,分别进行协调连续控制。从而解决大行程与高精度之间的矛盾。利用该技术,能使普通进给系统定位精度提高十多倍,同时又大大扩大了进给微系统的行程。     

超精密车床进给系统两座标双重定位技术

超精密车床进给系统普遍存在大行程与高精度之间的矛盾,研制出动、静态特性好、行程大、精度高的进给系统是当前超精密加工亟需解决的关键技术之一。本文提出了一种新原理及实现方法,即综合利用计算机、动态检测、信号处理、控制理论、传感器、微位移技术等,将精确进给量分解成主进给量和补偿进给量两部分,分别进行协调连续控制。从而解决大行程与高精度之间的矛盾。利用该技术,能使普通进给系统定位精度提高十多倍,同时又大大扩大了进给微系统的行程。     

可编程序控制器在外径车床中的应用

将外径车床的继电器控制电路改为用PC机控制，可以提高机床效率和电气控制系统的稳定性、可靠性。介绍了实际应用方法。附图3幅，表1个。     

超精密车削的新发展

最近在“纳米”车床,即瞄准超精密车削的机床的发展,包括Tong-Tai Topper HPL-50和自动上料的“R”型,这些机床在英国可以从Umak公司买到,车削能力为φ120mm,长80mm的机床用专门的纳米尺旋转编码器,可以给出0.0lμm/r的分辨力以保证精密定位和重复性。     

可编程序控制器在改造大型车床中的应用

本文介绍的是用可编程控制器改造一大型半自动曲轴车床和一种综合程序设计方法,并给出设计框图和部分梯形图及程序     

超精密车削加工中的圆度补偿

本文展示了这样一种可能性，即综合计算机，动态检测、信号处理、控制理论、微位移技术等，开发一种主轴回转运动误差补偿技术，来提高超精密车削工件的圆度在国产S1－235超精密车床上进行切削试验表明：工件圆度可改善50％以上，圆度值优于0．05μm。     

基于Web的台式超精密车床远程设计服务系统研究

提出了基于Web的台式超精密车床设计服务系统的总体框架、软件环境,对系统的实现技术进行研究.重点以系统中的超精密丝杠Web数据库和空气弹簧Web参数化设计为实例,验证了系统的可行性.该系统的研究对于最终将超精密机床的设计制造融入到网络化制造模式中具有重要的参考价值.