论文部分内容阅读
在超精密平面研磨加工中,进给速度、磨料粒度、转速等加工参数直接影响着加工效率和工件表面质量,而研磨压力是这些研磨参数共同影响的最终结果。因此在加工过程中需要对研磨压力进行精确控制。本文以电气机械式数控研磨机为实验平台,进行双平面固着磨料研磨压力的实验研究。在研究中将机器人领域的柔顺性力位控制方法引入到研磨加工控制中,可在保证工件尺寸加工精度的同时,又能够避免由于研磨压力过大对工件以及机床零部件造成损坏。 本文主要从实验的角度对研磨压力进行研究。首先将影响研磨压力的研磨参数分类为内生参数和外生参数;对内生参数进行定性的分析研究,对外生参数进行定量的实验研究。实验加工中上下研磨盘与工件加工表面直接接触,所以不能通过力传感器直接对研磨压力进行测量,研究中利用Z轴电机输出扭矩与研磨压力的关系,通过扭矩传感器检测Z轴电机实时输出扭矩值来间接的反映加工中研磨压力的大小。加工中,工件放置在隔离盘内,在上、下研磨盘旋转运动引起的摩擦力矩的驱动下做自传运动,上研磨盘垂直方向的进给运动实现研磨压力的供给。第一组实验通过改变研磨参数的大小分别研究了上、下研磨盘的转速和进给速度对研磨压力和加工效率的影响程度;第二组实验通过记录上、下研磨盘转速和进给速度正交实验的研磨压力,建立研磨压力的经验公式,为研磨加工参数的选择与优化提供参考。 用PID和模糊控制方法对电气机械式研磨机实验平台的研磨压力进行了仿真控制。建立速度环、电流环数学模型,根据研磨机床电气特性参数进行仿真,根据研磨实验机床参数建立进给机构的模型,设计PID和模糊控制器,对研磨压力进行控制仿真,比较控制器的控制效果。最后将PID和模糊控制方法结合起来,用模糊自适应PID控制的方法对研磨压力控制进行研究。