论文部分内容阅读
固着磨料研磨技术作为一种新颖的加工方法，在众多的超精密加工技术中脱颖而出，同时基于固着磨料研磨技术而开发的新型数控研磨机床以其高效、高精度、高可靠性、低污染受到了学者们的关注。 本文针对目前行星轮式研磨机床结构复杂、受力状况恶劣、工件与研具间运动规律固定、施压方式单一以及不能保证位置精度等特点，在研究国内外双面固着磨料研磨技术的基础上，开发了一种变位自转式固着磨料双面数控研磨机。该机床采用电气机械式施压方式，引入机器人力位混合控制技术的思想，实现了机床的力位混合控制。 论文分析了目前研磨机床加压系统的控制原理和四种机器人力控制策略，讨论了各种方式的特性及优缺点，针对本机床的特点选择电气机械式加压方式，设计了机床的力位混合控制方案，即Z轴采用力位混合模式下的半闭环控制，X、Y、C轴采用速度模式下的半闭环控制。 以实现“恒压力研磨”为目标，研究了安川伺服电机的三种控制模式，综合比较了各种控制方式的特点和应用场合，采用间接方法控制研磨压力恒定，即将问题转化为“恒扭矩研磨”。为了实现该间接方法，进行相关试验，获得“空载扭矩变化曲线”和“压力-扭矩”的关系曲线函数。以此为基础提出了四种控制方法:一是速度控制/扭矩控制模式切换，二是速度模式下的扭矩限制，三是扭矩控制模式下的恒扭矩差值控制，四是速度模式下基于扭矩传感器的半闭环力位混合控制。 选用后两种方法，利用NUM数控系统的动态操作、程序变量L参数、外部E参数和PLC等功能，设计了相应的控制程序，并进行了初步的试验研究。 采用传统行星轮式散粒研磨机和摩擦自转式双面数控研磨机为试验设备，对淬火后的40Cr钢进行了研磨试验，以工件的去除率和表面粗糙度为衡量标准，比较了两种设备的特点，得出在同样的时间内，摩擦自转式数控研磨机加工效率高于传统的研磨机（材料去除率高），获得表面粗糙度值也比较低。