微结构表面金刚石车削加工过程中快速伺服刀架的控制

作     者：杨元华 陈时锦 孙涛 赵清亮 程凯 Yang Yuanhua;Chen Shijin;Sun Tao;Zhao Qingliang;Cheng Kai

作者机构：哈尔滨工业大学精密工程研究所黑龙江哈尔滨150001 布鲁内尔大学工业设计学院欧克斯桥UB8 3PH 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2008年第29卷第1期

页      面：246-250页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082503[工学-航空宇航制造工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(50675051) 国家“863”计划 

主　　题：超精密加工 快速伺服刀架 滑模变结构控制 微结构表面 

摘      要：微结构表面金刚石车削加工过程中由于切削深度突变而易于引起切削力干扰,采用滑模变结构控制算法来解决这一问题。研制了用于微结构表面加工的快速伺服刀架,建立了快速伺服刀架动力学模型,并设计了基于连续时域模型的滑模变结构控制器,它与系统的参数变化及扰动无关,因此在切削过程中具有很好的鲁棒性。另外,滑模变结构控制系统快速性好,无超调,计算量小,实时性强,很适合于加工控制。针对滑模变结构控制算法与常规PID控制算法进行了阶跃响应对比实验,结果表明滑模变结构控制算法比常规PID控制算法的超调小,稳态误差小于20nm。最后以微菲涅耳透镜作为微结构表面的实例进行加工实验,实验结果进一步验证了滑模变结构控制算法的有效性。