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《基于壓電陶瓷材料數控機床精密預緊系統(tǒng)研究.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、2010年8月航空精密制造技術Aug.2010第46卷第4期AVIATIONPRECISIONMANUFACTURINGTECHNOLOGYVol.46No.4基于壓電陶瓷材料數控機床精密預緊系統(tǒng)研究1121楊磊,綦耀光,范晉偉,劉新福(1.中國石油大學(華東)機電工程學院,東營2570612.北京工業(yè)大學機電工程及應用電子技術學院,北京100022)[摘要]本文設計了一種數控機床用壓電陶瓷執(zhí)行機構,并對控制系統(tǒng)進行了整體設計和分析,重點提出了電壓/電流復合控制方案,簡化了控制過程,降低了控制的復雜度,較傳統(tǒng)壓電驅動器提高了壓電陶瓷材料執(zhí)行機構的控制線性度,
2、同時增強了系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定特性和動態(tài)響應特性。[關鍵詞]壓電材料;絲杠螺母副;復合控制;預緊機構+[中圖分類號]TG247.512[文獻標識碼]A[文章編號]1003-5451(2010)04-0013-04ResearchofPrecisionPreloadSystemforCNCMachineBasedonPiezoelectricityCeramicYANGLe,iQIYao-guang,FANJin-we,ieta.l(1.CollegeofMachineryandElectronicEngineering,UniversityofPetroleum(
3、eastChina),Dongying2570612.CollegeofMachineryandElectronicEngineering,BeijingUniversityofTechnology,Beijing100022)[Abstract]ApiezoelectricceramicwasdesignedforCNCmachinetoolsmiplementingagencies.Theoverallcontrolsystemprovidedwhichfocusesonthevoltage/currentcompositecontrolscheme.T
4、hedesignsmiplifiedthecontrolprocesstoreducethecomplexityofcontrolthanthetraditionalpressureelectricdriveofpiezoelectricceramicmaterialandmiprovedthecontrolofthemiplementingagencieslinearity,whileenhancingthestabilityofthesystems'staticcharacteristicsanddynamicresponsecharacteristic
5、s.[Keywords]piezoelectricityceramic;screwnutpairs;multi-controltheory;preloadstructure引言性能復合壓電陶瓷驅動器進行了設計,提出了復合型驅動器控制方案,解決了目前產品化的壓電陶瓷驅動精密數控機床的設計及制造是當今世界各國研究器單純采用電壓驅動方式存在遲滯、蠕變、帶寬窄、動的熱點問題,而如何提高機床的加工精度是精密數控態(tài)跟蹤性能差等固有缺點。通過引入電壓/電流復合[1]機床應用中的關鍵技術之一,數控機床在安裝和調控制,克服了這些缺點并使控制線性化,同時簡化了控校時運動部件預緊
6、是很重要的一環(huán),特別是運動副的制過程,降低了控制的復雜度,增強了可控性以及系統(tǒng)預緊直接關系到使用精度,目前精密機床的預緊還采的靜態(tài)穩(wěn)定特性和動態(tài)響應特性。用傳統(tǒng)絲杠螺母副預緊,無法滿足精密機床的精度及可靠性要求。本課題在研究和分析了傳統(tǒng)絲杠螺母副1傳統(tǒng)絲杠螺母副預緊分析預緊存在問題的基礎上,設計了精密機床預緊機械執(zhí)行系統(tǒng),并對系統(tǒng)中影響其使用性能的關鍵部件-高滾珠絲杠螺母副是數控機床中的重要部件,它是#13#基于壓電陶瓷材料數控機床精密預緊系統(tǒng)研究將螺旋運動轉化為直線運動的裝置,它由絲杠、滾珠、螺母、反相器組成。絲杠螺母副摩擦系數小,傳動精度可達90%~95
7、%,動靜摩擦系數相差小等優(yōu)點在數控[1]機床中有著廣泛的應用。同時在安裝和調校時預緊是很重要的一環(huán),通過預緊可以消除間隙保證換向精度。預緊主要的形式有三種:1墊片調隙式通過改變調整墊片的厚度來改變1圓螺母2縮緊螺母3、5滾珠螺母4壓電陶瓷疊片6絲杠兩個螺母間位移來消除間隙,它結構簡單、可靠性高、圖1新型壓電陶瓷預緊機械機構剛度高,但是調整比較困難。這種裝置結構簡單、剛性好、可以隨時在加工過程中進o螺紋調隙式通過轉動螺母改變兩個螺母間的行調整。此需要說明的是,壓電陶瓷和套筒的裝配采位移來消除傳動副的軸向間隙。優(yōu)點是調整方便,在用過盈配合并將其與套筒一端采用粘接
8、方式連接。磨損后可以隨時調校。缺點是軸向長度太長,不
