<![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]>
大型超精密平面度在線(xiàn)測量與誤差補償技術(shù)
作者：
時(shí)間：2013-06-05
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
收藏
4 補償加工方法
補償加工是利用計算機控制刀具(砂輪)運動(dòng)來(lái)補償由于機床導軌及加工變形等造成的工件直線(xiàn)度、平面度誤差。
4．1 誤差補償曲線(xiàn)(曲面)
對工件實(shí)時(shí)測量與補償是非常困難的，因此補償加工采用誤差記憶控制方式，誤差曲線(xiàn)(面)來(lái)自上次加工后的工件表面測量結果。如圖4所示，設 y(x)為通過(guò)多傳感器在線(xiàn)測量并經(jīng)過(guò)插值誤差分離處理獲得的工件直線(xiàn)度誤差曲線(xiàn)(如果僅對機床導軌形狀誤差進(jìn)行補償，則 y(x)為導軌副誤差曲線(xiàn))， f(x)為要求磨削達到的導軌形狀曲線(xiàn)(在對精密機床、測量機導軌進(jìn)行磨削加工時(shí)，為了磨削出高精度導軌，并實(shí)現要求的凹凸形狀控制，當要求磨削工件形狀為直線(xiàn)時(shí)，f(x)＝0)，Y(x)為要求控制砂輪進(jìn)給的位移量，則可以通過(guò)下式求得 Y(x)。
Y(x)＝ So- k×[ f(x)- y(x)]
這里：So為磨削進(jìn)刀深度，k為砂輪進(jìn)給系統剛度、機床運動(dòng)系統剛度及工件剛度等影響的修正系數，該系數需要通過(guò)相應的實(shí)驗研究得到。 
平面誤差補償加工比導軌誤差補償加工相對要復雜一些，生成平面度誤差補償曲面的方法與生成直線(xiàn)度誤差補償曲線(xiàn)的方法相類(lèi)似。磨削平面時(shí)，砂輪磨頭要沿工作臺作反復循環(huán)運動(dòng)，這樣在兩種不同運動(dòng)狀態(tài)下，對 k系數及誤差補償曲面是否需要調整及調整方法需要通過(guò)實(shí)驗研究確定。
4.2 大行程進(jìn)給的實(shí)現
Z軸的位置控制策略因采用的微進(jìn)給方式不同而不同，若微進(jìn)給方式為壓電伸縮氣壓調節式，則由于粗動(dòng)控制是通過(guò)Z軸電機驅動(dòng)精密絲杠完成的，這樣在粗動(dòng)和微動(dòng)切換控制時(shí)，由粗動(dòng)控制向微動(dòng)方式切換時(shí)，粗動(dòng)方式的停止特性則可能成為問(wèn)題，此時(shí)需要通過(guò)實(shí)驗研究平滑穩定的控制方式切換的實(shí)現方法。若微進(jìn)給通過(guò)靜壓諧波傳動(dòng)實(shí)現，上述問(wèn)題就不存在了，但為了實(shí)現高分辨率高精度進(jìn)給，則需要對傳動(dòng)系統的爬行特性和其它非線(xiàn)性特性加以注意并采取措施。
4.3 微量進(jìn)給系統特性分析及補償加工方法研究
由于實(shí)現微量進(jìn)給的電致伸縮元件、氣體減壓閥、氣體軸承多個(gè)環(huán)節的非線(xiàn)性和不確定性會(huì )給傳統控制方法獲得的控制結果帶來(lái)誤差。針對這一問(wèn)題分為兩部分進(jìn)行研究:
(1)微量進(jìn)給控制系統的建立及動(dòng)態(tài)特性分析；
(2)實(shí)際補償控制方法研究。
4．3．1微量進(jìn)結系統的建立及動(dòng)態(tài)持性分析
由于補償加工時(shí)，砂輪作旋轉運動(dòng)以及其它各種干擾因素的影響，對砂輪位移量直接精確測量非常困難，傳感器的長(cháng)期穩定性和和精度也不易保證。因此在建立控制系統時(shí)，采用易于安裝且精度與穩定性好的氣體壓力傳感器(測量精度＜0．1％，年漂移＜0．2％)檢測氣'體軸承進(jìn)氣調節壓力變化進(jìn)行半閉環(huán)控制，這樣一方面可以避免壓電晶體磁滯效應的影響，另一方面采用合適控制策略通過(guò)'半閉環(huán)控制可以提高系統響應速度。
在進(jìn)行系統特性實(shí)驗前，首先對其物理模型進(jìn)行分析，在此基礎上對各環(huán)節進(jìn)行參數辨識，再對模型及參數進(jìn)行優(yōu)化，以使跟蹤控制誤差達到最小。主要完成的工作為：
a)測定靜態(tài)電壓位移曲線(xiàn)、氣壓位移曲線(xiàn)；
b)選擇線(xiàn)性段區域測定系統增益系數；
c)理論分析各環(huán)節物理模型：
d)采用隨機噪聲序列或階躍響應曲線(xiàn)建模并辨識模型參數。
實(shí)驗表明，供氣壓力—砂輪位移關(guān)系可近似表示為一帶純滯后的二階欠阻尼系統，電壓—氣壓關(guān)系則由于氣體減壓閥進(jìn)氣孔與泄氣孔不同而特性不同，采用階躍法獲得進(jìn)氣和泄氣過(guò)程響應曲線(xiàn)，再對其分別建模辨識。
其關(guān)系都可以表示為模型參數不同的純滯后一階慣性系統。
由于系統環(huán)節過(guò)程較多，造成系統模型經(jīng)過(guò)一段時(shí)間會(huì )產(chǎn)生一定漂移，這樣會(huì )影響控制質(zhì)量。為克服這一問(wèn)題，在實(shí)際補償加工控制系統中設置兩種模態(tài)：測試模態(tài)和控制調節模態(tài)。開(kāi)始補償加工前系統處于測試模態(tài)下，施加階躍響應信號測試系統模型和模型參數。然后進(jìn)入控制調節模態(tài)，由測試模態(tài)得到的系統模型修改控制器參數，然后由此控制器對系統動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行控制。由于系統的非線(xiàn)性特性，線(xiàn)性模型是一種近似模型，采用非線(xiàn)性建模方法可望得到更精確態(tài)模型。
4．3．2實(shí)際補償控制方法研究
應用于大型超精密平面磨床的實(shí)際補償控制方法主要有以下幾點(diǎn)要求：可靠穩定、精確快速、系統的魯棒性強。
為了提高系統的動(dòng)態(tài)響應速度，可以采用“前饋+PID”的控制方法，圖5給出的是該方法的控制系統框圖，圖中 F(s)前饋控制環(huán)節， G1(s)為 PID控制環(huán)節?？紤]進(jìn)氣與泄氣時(shí) G2(s)具有不同的傳遞函數，相應地，其前饋控制環(huán)節和 PID控制環(huán)節也不同。 
理想情況下希望 Xo(s)=Xi(s)，即系統實(shí)現無(wú)誤差跟蹤，但為滿(mǎn)足無(wú)誤差跟蹤，則要求系統模型精確己知且確定不變，這一點(diǎn)復雜控制系統不易滿(mǎn)足?？疾臁半妷阂粴鈮骸蹦Ｐ秃汀皻鈮阂晃灰啤蹦Ｐ涂芍?，影響系統動(dòng)態(tài)響應速度的主要環(huán)節為中間環(huán)節 G2(s)，因此對“電壓一氣壓”部分進(jìn)行半閉環(huán)前饋控制就可以大大提高系統動(dòng)態(tài)響應速度。
閉環(huán)系統誤差傳遞函數為： 
為了實(shí)現方便，采用速度前饋控制器(F(s)= as)實(shí)現前饋控制。施加階躍電壓信號大小為140V一220V，采用“前饋+PID”控制方法后系統階躍響應上升時(shí)間減少為 O．25秒，下降時(shí)間減少為 O．5秒以?xún)?。?shí)驗表明，在1HZ頻域范圍內系統幅頻特性良好，考慮超精密平面磨床導軌誤差較小(實(shí)際測量為 lμm／1000mm左右)且平滑緩慢變化，以上的幅頻特性完全可以滿(mǎn)足實(shí)際需要。 
用線(xiàn)性模型對驅動(dòng)電源及壓電晶體模型進(jìn)行辨識，結果表明其動(dòng)態(tài)特性表現為一帶延時(shí)效應的一階慣性環(huán)節：
一般認為靜壓軸承為一高階模型，其模型結構可參考有關(guān)文獻，從目前掌握的資料來(lái)看，對于這種調節供氣壓力式的空氣靜壓軸承，其動(dòng)態(tài)模型尚未進(jìn)行研究。由于氣體壓力數字調節不易實(shí)現，對其模型直接進(jìn)行辨識存在一定困難。實(shí)際實(shí)驗中，將整個(gè)系統連接起來(lái)，通過(guò)驅動(dòng)壓電晶體調節進(jìn)氣腔氣體壓力，就得到整個(gè)系統階躍響應曲線(xiàn)。
電容傳感器相關(guān)文章:電容傳感器原理
技術(shù)專(zhuān)區
国产精品自在自线亚洲|国产精品无圣光一区二区|国产日产欧洲无码视频|久久久一本精品99久久K精品66|欧美人与动牲交片免费播放
<![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"><strike id="yhprb"></strike></s></dfn>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<small id="yhprb"></small>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><delect id="yhprb"></delect></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]><![CDATA[<dfn id="yhprb"><s id="yhprb"></s></dfn>]]>
加入技術(shù)交流群
評論