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外文資料名稱： 鏜桿伺服系統(tǒng)上線校正的加工誤 差 外文資料出處： 002)286–292 附 件： 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 年 月 日 (用外文寫 ) 1 鏜桿伺服系統(tǒng)上線校正的加工誤差 制造工程系，香港理工大學(xué)，紅磡，九龍，香港 機(jī)械工程部，哈爾濱工業(yè)大學(xué)，哈爾濱，中國(guó) 黃磊譯 摘 要： 一種新設(shè)計(jì)的 懸臂梁 鏜桿伺服系統(tǒng)，配備了聯(lián)線補(bǔ)償功能，為加工誤差。該選懸臂梁 鏜桿已經(jīng)制定了一個(gè)對(duì)同心沉悶深洞與一個(gè)外徑 14 毫米和 懸臂梁 比例8:1 。壓電（ 的舵機(jī)被收納在鏜桿伺服系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)在線補(bǔ)償。 1 控制技術(shù)， “ 預(yù)報(bào)補(bǔ) 償控制 ” （簡(jiǎn)稱 ，均是在鏜桿伺服系統(tǒng)，以履行作為一個(gè)網(wǎng)上預(yù)報(bào)的加工誤差所遇到的。離線模擬演出，以測(cè)試是否足夠參數(shù)被用于 模式。結(jié)果編制的切削試驗(yàn)與鏜桿伺服系統(tǒng)表明，要實(shí)現(xiàn)程度有限的，由文書能力，一個(gè)鏜桿伺服系統(tǒng)采用催化裂化的方法可以是一個(gè)非常具有成本效益的工具，為上線補(bǔ)償?shù)募庸ふ`差在精密鏜孔的高寬比。 關(guān)鍵詞 ：實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償 ;精密鏜孔 ;預(yù)報(bào)補(bǔ)償控制 1 導(dǎo)言 一般水平的工作精度和表面光潔度所需的機(jī)械零件愈來(lái)愈嚴(yán)格在現(xiàn)代工業(yè)中。有兩個(gè)一般 辦 法 ， 即俗稱的 “ 誤差避 免” 和 “ 誤差補(bǔ)償 ” 方法，可用于減少誤 差產(chǎn)生不利影響的形式，精度一個(gè)加工部分。毫無(wú)疑問(wèn)，實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償法大概是最直接和最具成本效益的方式來(lái)處理與外界干擾的不可預(yù)測(cè)性，如非均勻深處切斷，主軸運(yùn)動(dòng)誤差，動(dòng)態(tài)振動(dòng)等，這些年來(lái)，實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償方法已發(fā)現(xiàn)了許多富有成效在工業(yè)中的應(yīng)用由于它準(zhǔn)備處理的情況，涉及騷亂動(dòng)態(tài)和非重復(fù)性質(zhì)。 雖然有相當(dāng)數(shù)量的研究工作不斷報(bào)，在該地區(qū)的上線積極誤差補(bǔ)償加工操作，在過(guò)去 20 年間 【 1 ， 這里 只有少數(shù)企圖的人集中于深洞。目前最薄弱的環(huán)節(jié)在該機(jī)床結(jié)構(gòu)，鏜桿起著主導(dǎo)作用在確定整體形精度和切削效率在整個(gè)機(jī)床系統(tǒng)。不同于其他搬 遷進(jìn)程，實(shí)施積極的誤差補(bǔ)償為 懸臂梁 沉悶，帶來(lái)了一些真正的挑戰(zhàn)，在現(xiàn)代機(jī)械控制技術(shù)，因?yàn)樾⌒蛡鞲衅骺梢愿郊釉谥行〕翋炆疃幢O(jiān)測(cè)表誤差在小孔是極為罕見(jiàn)。 另一個(gè)主要困難是來(lái)自偏遠(yuǎn)的切割點(diǎn)，防止感應(yīng)器被安裝在接近以點(diǎn)裁剪實(shí)時(shí)測(cè)量。此外， 驅(qū)動(dòng)器是可用的，以便作出必要的補(bǔ)償性行動(dòng)大多過(guò)于龐大，以適應(yīng)內(nèi)小 懸臂梁 沉悶 ， 因此，常規(guī)傳感器和積極的作動(dòng)器， 這是成功實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)測(cè)量及補(bǔ)償在許多對(duì)外加工的，是沒(méi)有多大用處的時(shí)候， 內(nèi)部表面都遇到了。 2 幾個(gè)鏜桿的設(shè)計(jì)上線積極誤差補(bǔ)償已報(bào)告 【 4 在這些系統(tǒng)據(jù)介紹，勵(lì)磁機(jī)補(bǔ)償裝置 于該鏜桿和接近刀具。雖然加工誤差可以控制傳感器和驅(qū)動(dòng)器在靠近切削區(qū)，鏜 孔 設(shè)計(jì)了這樣一種方式是在大尺寸等，以容納這些設(shè)備的安裝，從而使自己不適合用在較 小的孔 . 在本文中，鏜桿伺服系統(tǒng) 14 毫米直徑和 8:1 懸臂梁 比例，其中包括一個(gè)壓電（ 的驅(qū)動(dòng)上線誤差校正。 該鏜桿連續(xù)兩個(gè)同心酒吧，一其中用于錯(cuò)誤檢測(cè)和其他錯(cuò)誤賠償。分析與實(shí)驗(yàn)研究已進(jìn)行了說(shuō)明這鏜桿伺服系統(tǒng)可以用來(lái)彌補(bǔ)瞬時(shí)加工誤差在枯燥的過(guò)程。 2 鏜桿伺服系統(tǒng) 作 原則 鏜孔伺服系統(tǒng) 原理圖 是 如 圖 1 。雙同心鏜刀桿采用杠桿結(jié)構(gòu)與 一個(gè) 行機(jī)構(gòu) 和鏜刀安裝在對(duì)面兩端的酒吧。通過(guò)采用一個(gè)合適的電壓以壓電放大器，舵機(jī)棧將合同。收縮動(dòng)棧可傳輸?shù)揭粋€(gè)微型哺議案的鏜刀旋轉(zhuǎn)控制（外） 桿 前后彎曲支點(diǎn)。測(cè)量 (內(nèi) )，是一個(gè)懸臂結(jié)構(gòu)與應(yīng)變計(jì)附加測(cè)量力致變形，。該鏜刀 微進(jìn)給 數(shù)額是按照有關(guān)實(shí)測(cè)應(yīng)變信號(hào)，在測(cè)桿。因此， 該鏜桿的設(shè)計(jì)，可以下列方式與少得多外徑即使壓電陶瓷和應(yīng)變計(jì)已被納入。該序列的步驟操作鏜桿伺服系統(tǒng)概述如下： a 瞬時(shí)偏轉(zhuǎn)的鏜刀分手切削力是衡量應(yīng)變計(jì)隸屬該測(cè)桿。 b 電壓信號(hào)從應(yīng)變計(jì)，是由數(shù)字化 A / D 轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)記錄。 c 該抽樣誤 差進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，在控制電腦。 d 輸出控制命令轉(zhuǎn)化，由一個(gè) D /A 轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器通過(guò)其功率放大器。 撓度的鏜刀是通過(guò)抑制糾正行動(dòng)的壓電陶瓷，因此， 保持一個(gè)常數(shù)名義刀具的位置和抵消不利影響切削力對(duì)該表的準(zhǔn)確性。 前切削力是，均控制和測(cè)桿保持直。由于切削力財(cái)委會(huì)的行為，對(duì)沉悶深洞，鏜桿作為一個(gè)整體，是偏轉(zhuǎn)向下，導(dǎo)致增加了應(yīng)變測(cè)量酒吧及發(fā)電比例模擬信號(hào)，從應(yīng)變計(jì)。這個(gè)模擬信號(hào)采樣，由控制計(jì)算機(jī)通過(guò)該模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器，以及用于生成控制行動(dòng)。該壓電陶瓷，然后擴(kuò)能增加外加電壓，以功率放大器通過(guò) 為 D /界面。因此，控制桿左右旋轉(zhuǎn)柔性鉸鏈在一個(gè)順時(shí)針?lè)较驂褐葡蛳缕D(zhuǎn)的刀，直到測(cè)桿成為直了?？梢钥闯? ， 恢復(fù)刀具其平衡位置是取得更大的變形控制欄。對(duì)另一方面，如果外部力量，是瞬間降低， 撓度的鏜桿越來(lái)越小，因?yàn)槲淞Ρ鞠到y(tǒng)為低。相反的管制行動(dòng)將 3 印發(fā)給壓電陶瓷中，以抵消改變。在這樣，不管如何切削力不同，在執(zhí)行過(guò)程中切削，鏜刀將趨于返回到預(yù)先確定的位置，從而迫使鏜刀進(jìn)行切割，在有效零偏轉(zhuǎn)。因此，警隊(duì)誘導(dǎo)對(duì)加工表面，然后被取消列和整體形式的準(zhǔn)確性，應(yīng)加以改善。 模的鏜桿伺服系統(tǒng) 為分析動(dòng)態(tài)行為的鏜刀桿 伺服系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)方程是制定 的 。為此，元素的鏜桿伺服制度是仿照由一個(gè)單自由度系統(tǒng) 報(bào)補(bǔ)償控制（簡(jiǎn)稱 模式 進(jìn)行聯(lián)線控制，重要的是要選擇一個(gè)合適的管制計(jì)劃，即在計(jì)算上的簡(jiǎn)單，但先進(jìn)的，足以跟蹤任何瞬息萬(wàn)變的組成部分的受控變數(shù)。時(shí)間序列的方法按照 出的方法，它已成功地實(shí)施，在許多機(jī)器控制問(wèn)題通過(guò)這項(xiàng)工作。 意識(shí)流工具撓度從鏜桿伺服系統(tǒng)發(fā)生在某一特定序列的時(shí)間可能被視為一項(xiàng)的時(shí)間系列，可以模擬一個(gè)自回歸和移動(dòng)平均（ ）系列。該利用這個(gè)時(shí)間序列的做法，是它的多功能性，在預(yù)測(cè)今后的價(jià)值 觀輸出 變量 沒(méi)有 去通過(guò)建立過(guò)程中的因果效應(yīng)之間關(guān)系的各種輸入?yún)?shù)及其產(chǎn)出。更重要的是，它是可能的帳戶隨機(jī)部分的控制變數(shù)以及其確定性的一部分。由于優(yōu)點(diǎn)，被要求較低無(wú)論在計(jì)算能力所需要的執(zhí)行， 一個(gè)自回歸（ 的模型，提出了一種簡(jiǎn)化版本的 型，已被選為示范偏轉(zhuǎn)錯(cuò)誤：在殷泰為工具偏轉(zhuǎn)誤差觀察不同時(shí)間的事例科技， 氬參數(shù)和 連串的白噪聲代表隨機(jī)擾動(dòng)。 參數(shù) 型的命令 ' p ' ，可確定遞歸上線。在每個(gè)采樣時(shí)間， 參數(shù) 型將得到更新，因?yàn)樽钚乱筇┛晒┦褂?。這將使 型此相適應(yīng)，在跟 蹤過(guò)程中的變異。 其中一個(gè)最重要的特點(diǎn)催化裂化技術(shù)就在于它有預(yù)測(cè)能力。根據(jù)以往和電流測(cè)量，控制的變量，為下抽樣區(qū)間，可以預(yù)見(jiàn)，利用興建 補(bǔ)償之前，刀具實(shí)際上 完成 這項(xiàng)工作。這種預(yù)報(bào)能力傾向要克服時(shí)間滯后問(wèn)題之間的時(shí)刻誤差測(cè)量并采取糾正行動(dòng)。它允許額外時(shí)間為控制器，以產(chǎn)生一個(gè)控制司令部和 了響應(yīng)這一命令。調(diào) Q 先行一步 ' 預(yù)測(cè)模型在預(yù)測(cè)值作出的，時(shí)間 t 可更新的時(shí)候，一個(gè)新觀察 ， 可供使用。 要克服之間的時(shí)間間隔測(cè)量，并采取糾正行動(dòng)， 預(yù)測(cè)偏轉(zhuǎn)誤差的刀具是基于一個(gè)氬模型如上所述。在所選定的 模型，撓度誤差采樣順序，并儲(chǔ)存在控制電腦。立場(chǎng)刀具預(yù)測(cè)，由氬模型的參數(shù)是更新遞歸。屆時(shí)，預(yù)測(cè)值是用來(lái)控制收 行機(jī)構(gòu) 實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。仿真是然后，以評(píng)估計(jì)劃的成效 型在跟蹤隨機(jī)誤差。實(shí)際與預(yù)測(cè)值進(jìn)行了比較，可以看出，該預(yù)報(bào)誤差通常分布約一個(gè)零意思和表示， 型是合理，準(zhǔn)確跟蹤抽樣誤差信號(hào)手。 4 演的鏜桿伺服系統(tǒng)幾次試驗(yàn)，以評(píng)估靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性的鏜桿伺服系統(tǒng)。 振頻率 共振頻率的鏜桿初成立，是取決于沖擊錘的方法。一時(shí)沖動(dòng)部隊(duì)被應(yīng)用到 懸臂梁年底鏜桿，而數(shù)字示波器是用來(lái)捕捉振動(dòng)信 號(hào)從鏜桿的設(shè)定。在圖。 6 ，研究結(jié)果的影響試驗(yàn)對(duì)鏜桿作了介紹。上部曲線顯示時(shí)間響應(yīng)和較低的頻率響應(yīng)。 可以得出這樣的結(jié)論，從試驗(yàn)結(jié)果表明該諧振頻率的鏜桿約 440 赫茲。 態(tài)標(biāo)定的鏜桿系統(tǒng)之間的關(guān)系，撓度的沉悶刀具和控制電壓適用于壓電致動(dòng)器功率放大器 ， 最高糾正運(yùn)動(dòng)的鏜刀，是約 20 毫米。由于該本色 材料，稍有遲滯回路可以觀察到與外加電壓和舵機(jī)的擴(kuò)張。這種現(xiàn)象頻頻觀察到，在許多壓電陶瓷器件，并能加以糾正控制程序。 議對(duì)測(cè)量設(shè)備信號(hào)重復(fù)性的，應(yīng)變測(cè)量設(shè)備，主要用于在鏜桿伺服系統(tǒng)的 研究。最大的不確定性（系統(tǒng)分辨率）記錄 在應(yīng)變計(jì)信號(hào)等價(jià)于一個(gè)線性位移 態(tài)響應(yīng)的壓電陶瓷掃蕩 鏜刀，是衡量。該實(shí)測(cè)響應(yīng)的壓電陶瓷顯示，應(yīng)用掃頻正弦時(shí)間信號(hào)到舵機(jī)，而較低部分是頻率響應(yīng)曲線所產(chǎn)生的快速傅立葉變換分析器。 1 動(dòng)態(tài)響應(yīng)的鏜桿伺服系統(tǒng)的 80 赫茲是觀察到，這是符合聲明動(dòng)態(tài)響應(yīng)的壓電陶瓷使用。 3 實(shí)驗(yàn) 離線模擬與鏜桿伺服系統(tǒng)的描述，在第 2 條中， 場(chǎng)外線切割仿真進(jìn)行了驗(yàn)證有效性控制系統(tǒng)。該儀器的設(shè)立表明 ， 在實(shí)驗(yàn)中，一種激勵(lì)力量 ，是一個(gè)給頻率為創(chuàng)造，以刺激鏜桿在其 懸臂梁 結(jié)束。投入力量進(jìn)行了調(diào)整，以產(chǎn)生一個(gè) 2 毫米振蕩（峰值到峰值） ，在工具提示。頻密程度正弦波武力多樣，從 5 至 40 赫茲。一個(gè)示波器和無(wú)補(bǔ)償控制被正式開(kāi)機(jī)記錄振蕩的鏜刀。仿真結(jié)果清楚地表明了振蕩該鏜刀與頻率低于 40 赫茲，可顯著抑制通過(guò)開(kāi)發(fā)控制計(jì)劃。 線切割實(shí)驗(yàn) 切削試驗(yàn)涉及圓錐孔進(jìn)行評(píng)價(jià)能力的鏜桿伺服系統(tǒng) 首先，鋁標(biāo)本準(zhǔn)備與 孔 ,其次，該標(biāo)本與加工 米一套切深和 10 毫米 /閔飼料。由于最初的錐形孔，深度的削減正逐漸增加在切割和切削力所致?lián)隙葦?shù)據(jù)采樣 ，由控制程序。該工具偏斜數(shù)據(jù)，然后用來(lái)調(diào)節(jié)鏜刀桿根據(jù) 預(yù)測(cè)。最后，兩個(gè)標(biāo)本被加工和無(wú)補(bǔ)償否則相同的條件來(lái)衡量一個(gè)協(xié)調(diào)測(cè)量機(jī)和圓度儀。該記錄顯示 5 這些孔也是衡量的痕跡，這表明 ， 很顯然該變異直徑沿切削路徑為標(biāo)本與賠償都大大少于那些沒(méi)有得到補(bǔ)償。 或者換句話說(shuō)，其影響不同深度的削減錐度切割才能成功地補(bǔ)償，由用人該聯(lián)線催化裂化控制方法。失控的圓度，在社會(huì)各階層的試樣加工與賠償，也低于沒(méi)有得到補(bǔ)償。平均來(lái)說(shuō)，提高 40 ％ 在圓度誤差可以達(dá)到這個(gè)數(shù)字。 4 結(jié)論 一個(gè)新的結(jié)構(gòu)，為 懸臂梁 鏜桿伺服系統(tǒng)已經(jīng)研制成 功，為上線補(bǔ)償鏜錯(cuò)誤。好玩的酒吧伺服系統(tǒng)的一 14 毫米外直徑和一個(gè) 8:1 懸臂梁 比例為順利實(shí)施。 結(jié)果表明，以功能與動(dòng)態(tài)范圍 40 赫茲，這與 80 赫茲的動(dòng)態(tài)范圍該壓電陶瓷使用。最大的不確定性（分辨率） 該反饋裝置，是該命令的 米。該最大射程錯(cuò)誤可以更正的是0米。 型的基礎(chǔ)上， ''催化裂化 ''方法通過(guò)示范鏜孔過(guò)程中，為上線誤差預(yù)測(cè)和控制。結(jié)果上線切割實(shí)驗(yàn)顯示這兩種尺寸的變化以及外 不圓度 這項(xiàng)工作可以大大減少所開(kāi)發(fā)方法論。