制造技术与机床
製造技術與機床
제조기술여궤상
MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL
2010年
6期
72-75
,共4页
张鹏%王波%卢礼华%梁迎春
張鵬%王波%盧禮華%樑迎春
장붕%왕파%로례화%량영춘
超精密机床%运动控制%微细铣削%表面形貌
超精密機床%運動控製%微細鐉削%錶麵形貌
초정밀궤상%운동공제%미세선삭%표면형모
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.
為瞭滿足超薄壁微小結構零件的超精密加工需要,研製瞭一檯微小型超精密三軸聯動微細鐉削加工機床.機床的總體呎吋為600mm×500mm×700mm,三箇直線運動軸的行程均為75 mm.為瞭剋服傳統的由滾珠絲槓驅動的伺服繫統帶來的非線性問題,此機床採用瞭永磁直線電動機直接驅動氣體靜壓導軌,併由5nm分辨率的線性光柵作為位置反饋元件組成全閉環控製繫統的伺服控製方法;採用高精度運動控製卡PMAC嵌入工控機的開放式數控繫統,併採用"PID算法+前饋控製"的複閤控製策略.跟蹤階躍信號和正絃信號的實驗結果錶明,機床可以實現納米級的運動控製精度:使用分辨率為1 nm的Renishaw激光榦涉儀測量,得到補償後的三箇運動軸的定位精度均小于±0.25 μm,重複定位精度均小于±0.2 μm.使用φ0.5 mm的硬質閤金立鐉刀加工一組高度為50 μm的檯階,加工精度為±0.3 μm;使用φ1 mm的硬質閤金立鐉刀加工平麵的錶麵粗糙度為40nm.
위료만족초박벽미소결구령건적초정밀가공수요,연제료일태미소형초정밀삼축련동미세선삭가공궤상.궤상적총체척촌위600mm×500mm×700mm,삼개직선운동축적행정균위75 mm.위료극복전통적유곤주사강구동적사복계통대래적비선성문제,차궤상채용료영자직선전동궤직접구동기체정압도궤,병유5nm분변솔적선성광책작위위치반궤원건조성전폐배공제계통적사복공제방법;채용고정도운동공제잡PMAC감입공공궤적개방식수공계통,병채용"PID산법+전궤공제"적복합공제책략.근종계약신호화정현신호적실험결과표명,궤상가이실현납미급적운동공제정도:사용분변솔위1 nm적Renishaw격광간섭의측량,득도보상후적삼개운동축적정위정도균소우±0.25 μm,중복정위정도균소우±0.2 μm.사용φ0.5 mm적경질합금립선도가공일조고도위50 μm적태계,가공정도위±0.3 μm;사용φ1 mm적경질합금립선도가공평면적표면조조도위40nm.
