基于柔性结构的精密直驱工作台预滑动摩擦抑制方法研究

发布时间：2021-07-06 16:06

　　随着航空航天、微电子工业以及精密机械制造等领域的快速发展,对零件的加工精度要求也不断提高。工作台作为机械加工系统的关键部件,其运动精度直接影响零件的加工精度。在高精度的工作台系统中,摩擦干扰成为影响零件加工精度的最主要因素,尤其是在换向处遭受的预滑动摩擦干扰,导致工作台产生较大跟踪误差,严重损害了零件的加工精度。因此,如何抑制预滑动摩擦干扰对工作台系统跟踪性能的影响,已经成为了精密加工领域研究的热点问题。本文正是针对这一实际问题展开研究,通过理论分析揭示了预滑动摩擦具有非线性特征以及滞回特性。在此基础上,提出了一种用于减小工作台换向误差的新方案:通过在工作台台面与导轨滑块之间加装低刚度的柔性结构,并结合基于摩擦模型的前馈补偿控制算法,实现对预滑动摩擦扰动的“滤除”与精准补偿,进而大幅提升工作台在换向处的跟踪精度。依据低刚度机械式滤波的思想,完成了工作台的结构设计、设备选型、装配、调试等任务,为后续的摩擦补偿实验奠定基础。利用本文所设计的精密直驱工作台进行Dahl摩擦参数辨识实验,根据实验测量的摩擦曲线,通过最小二乘法拟合得出参数辨识结果。随后,基于Simulink搭建带有Dahl摩擦模... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

磁力驱动运动平台Fig.1-1MagneticDriveMotionStage

揭示非线性预滑动摩擦与工作台换向处误差之间的联系，为定了基础。滚动导轨摩擦行为的表征高精密运动是机械加工设备追求的一贯目标，也是衡量国家精密制工作台系统中，导轨作为支承和导向工作台的关键部件，其摩擦特动性能。工作台的导轨主要可分为滑动导轨和滚动导轨两大类，而滑动导轨轨、静压导轨以及动压导轨。虽然导轨的类型多种多样，但根据调查应用中直线滚动导轨依旧占据着主导地位[63]。滚动导轨是通过在，使导轨面之间的滑动摩擦变为滚动摩擦[64]。直线滚动导轨具有、摩擦系数相对较小以及抵抗变形能力强等诸多优点。因而，直线各种高精度移动场合，其结构如图 2-1 所示，通常情况下，导轨固，滑块内部的四条凹槽用来放置钢球，并用保持板约束钢球的位置导向槽里完成循环运动，并利用油嘴向滑块内注入润滑剂，从而减。

L1 0L1图 3-2 柔性结构设计方案Fig.3-2 Design Scheme of the Compliant Block述柔性结构的设计方案，利用SolidWorks软件完成柔性结构的具体构的刚度进行理论分析，以期得到符合实验刚度要求的柔性结构。构和滑块通过螺钉固连，因此柔性结构的外圈尺寸由滑块的尺寸决为 49mm）。最终，柔性结构的具体尺寸如图 3-3 所示，柔性结构 8 条柔性梁连接起来，而每条柔性梁的结构具有中间相对较厚、两设计理念可提高柔性结构的抗弯能力。

【参考文献】：
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硕士论文
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本文编号：3268545