双压电陶瓷驱动快刀伺服系统研究

发布时间：2024-03-25 04:23

　　微结构光学元件在民用、军用以及航天领域都有着非常广泛的应用。超精密快刀伺服加工技术具有效率高、精度高等优点,越来越多的应用于微结构光学元件的加工中。对于特征尺寸小于100μm的小周期微结构的加工,要求快刀伺服系统具有高的动态性能,在高频工作条件下具有一定的位移输出。单压电陶瓷驱动的快刀伺服系统,柔性铰链的刚度较大,使压电陶瓷在高频运动时产生了位移损失,限制了压电陶瓷性能的发挥。本文针对单压电陶瓷驱动快刀伺服系统的不足,利用双压电陶瓷驱动的原理,期望减少压电陶瓷的位移损失,研制了一套具有高频响、大行程的快刀伺服系统,主要研究内容如下:1)对单压电陶瓷驱动柔性铰链的快刀伺服系统的原理进行了分析。基于单压电陶瓷驱动快刀伺服系统的性能测试与小周期微结构的加工实验,分析了柔性铰链对快刀伺服系统性能的制约,明确了性能提升的改进方向。2)提出了双压电陶瓷分别驱动快刀伺服系统进刀与退刀的思路。针对柔性铰链的刚度会使压电陶瓷产生位移损失的不足,设计了双压电陶瓷同向驱动快刀伺服系统,并对该系统进行了理论模型分析和实体建模。3)对设计的双压电陶瓷驱动系统的传动机构进行了仿真分析。基于有限元仿真,对设计的双压...

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1典型的光学微结构元件可以看出，微结构光学元件在国民经济和军事国防等关键领域发挥着重要的

成系统性能测试与微结构表面加工实验，验证系统的性能，满足小周期微结构光学元件的超精密加工需求。1.1.2课题研究背景及意义当前，光学微结构元件制造已经成为光学制造领域中重要的组成部分。具有复杂微结构表面的光学元件在显示设备、聚光光伏产业、交通标识、精密光学系统和高能激光系统等领....

图1.6美国加利福利亚大学研制的快刀伺服系统

图1.6美国加利福利亚大学研制的快刀伺服系统基于压电陶瓷驱动的快刀伺服系统，他通并以此建立PID闭环反馈控制以补偿压具运动控制。其研制的FTS系统在加工频响时的行程仅为450nm[18]。此外，美国立大学等都研制了快刀伺服系统[19-21]。求认识较晚，对快刀伺服....

图1.7吉林大学研制的快刀伺服系统

图1.5韩国机器人制造技术中心研图1.6美国加利福利亚大学研制的快究的快刀伺服系统刀伺服系统日本东北大学的高伟教授也研制了基于压电陶瓷驱动的快刀伺服系统，他过电容式位移传感器实时检测刀具的位移并以此建立PID闭环反馈控制以补偿电陶瓷的迟滞定位误差，实现高精度的....

图1.8浙江大学研制的快刀伺服系统及其柔性铰链机构国防科学技术大学王贵林等人通过快刀伺服系统驱动性能分析、高刚度柔性

图1.8浙江大学研制的快刀伺服系统及其柔性铰链机构国防科学技术大学王贵林等人通过快刀伺服系统驱动性能分析、高刚度柔性铰链刀架设计、快刀伺服系统模型参数辨识等内容的研究，研制了基于压电陶瓷驱动、利用柔性铰链铰接的快刀伺服系统，如图1.9所示，系统输出位移为25.8μm时....

本文编号：3938534