快轴伺服系统关键技术研究

发布时间：2019-07-17 19:15

【摘要】：近年来,非回转对称表面光学元件的应用领域越来越广,对于具有较大高低差(毫米数量级)的非回转对称表面,传统的快刀伺服(行程小)与慢刀伺服技术(频响低)已难以满足其加工要求。本文研制了一种可以实现在轴加工的新型快速刀具伺服装置(快轴伺服系统),采用多孔质气体静压轴承对导轨进行导向支撑、音圈电机直接驱动,没有中间传动环节,具有大行程、高频响、高精度、高刚度等优点,特别适合于此类元件的高效高精度加工,在生产实践中具有重要意义。 本文根据快轴伺服系统的设计要求,进行了多孔质气体静压轴承、快轴伺服系统的设计与优化、系统装配、驱动伺服及性能测试等方面的研究,主要研究内容如下: 1)建立了多孔质气体静压轴承的理论模型,采用有限差分法和ANSYS对其性能进行了计算和仿真,针对小孔表面复合节流与不同孔径多孔质材料的气体静压轴承进行了实验对比分析,初步选定了多孔质材料轴承及其参数。 2)对快轴伺服系统进行了结构设计与优化,采用ANSYS对各种不同形式的气浮导轨进行了仿真和分析,优化设计了两种气浮导轨,并分别完成了相应的快轴伺服系统结构设计。 3)设计了快轴伺服装置的驱动系统,按照设计要求进行计算分析,确定了相应的音圈电机、音圈电机驱动器、驱动器电源以及反馈传感器。 4)研制了快轴伺服系统样机,并对其进行了静态特性测试和分析,验证了所建立系统的正确性。
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TH133.36

【参考文献】

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本文编号：2515591