二维超声椭圆振动轨迹跟踪控制算法

《二维超声椭圆振动轨迹跟踪控制算法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、二维超声椭圆振动轨迹跟踪控制算法李文妹，姜晨，许继鹏，刘景才(上海理工大学机械工程学院，上海市200093)摘要：针对非球面光学元件二维超声振动辅助磨削加工需要，研究二维椭圆超声振动轨迹的控制算法。为了确保振动轨迹与加工点的法向相对姿态在整个加工过程屮保持一致，首先根据光学非球面加工轨迹、步长以及非球面表面方程，确定工件表面各加工点的法向姿态，再利用法向姿态计算椭圆振动轨迹的偏转角度。根据偏转角和椭圆振动轨迹形状的需要，求解两个一维超声振动发生函数的参数值，为控制超声振动波函数发生器的输出波形提供控制依据，从而使每个加工点获得相同的超声振动效果。关键词：

2、磨削;二维超声；椭圆振动；轨迹控制;算法中图分类号：TH162.1Controlalgorithmoftrackingof2DultrasonicellipticalvibrationLIWenmei,JIANGChen,XUJipeng,LIUJingcai(CollegeofMechanicalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)Abstract:Acontrolalgorithmofultrasonicellipticalvibrationwa

3、sbuiltbasedonthetwo-dimensionalultrasonicassistedgrindingofasphericopticalelements・Tokeeptherelationshipbetweenvibrationtrackandthenormalposeallthesameduringthewholemachiningprocess.Accordingtotheprocesspath,step-lengthandtheequationoftheopticalasphericsurface,thenormalposeofproc

4、essingpointonworkpiecesurfaceandtherotationanglebetweentheellipticalvibrationtrackandthenormalposewereobtained・Tocontroltheoutputwaveformofultrasonicwavefunctiongeneratortwoparametersweresolvedbasedontheactualmachiningprocess・Theultrasonicvibrationtrackcouldbecontrolledtokeepthes

5、ameeffectofeveryprocessingpointonworkpiecesurface・Keywords:Grinding;2DUltrasonic;Ellipticalvibration;Pathcontrol;Algorithm0引言磨削加工是精密加工的关键工序，磨削质量往往决能着工件的最终加工粘度。超声波椭圆振动加工(UltrasonicEllipticalVibrationMachining,简称为“UEVM”)最早由日本学者社本英二和森脇俊道在C1RP国际会议上提出來卩~2］。超声振动辅助磨削加工具有分离、冲击和往复熨压的特性及超声

6、润滑效应〔I】，因而可以降低磨削力、减少磨削热的产牛⑸，并口为工件施加超声振动可以在一定程度上改变工件的可加工性［4叫从而有效地避免传统蘑削过程中出现的砂轮堵塞和加工表面烧伤问题，降低磨削力、减小甚至消除加工缺陷①，有利于获得良好的加工表面质量。二维超声振动辅助加工是近年來出现的新加工技术，大量的试验研究与加工结來［J证实，在硬脆性材料的粘密加工方面，超声波椭圆振动加工技术具有先天优势，被认为是梢密、超精密加丁行业的重要发展方向之一。传统的超声波椭圆振动辅助加工一-般将超声波施加到刀具上〔AU］,而在非球而磨削的过程中超声波施加到刀具上有一定基金项目：基

7、金项H：国家自然科学基金面上项H基金(51475310)；教冇部博士点专项科研基金(20133120120005)作者简介：李文妹(1992—),女，硕士研究生，主要研究方向为光学元件粘密加工及检测通信联系人：姜晨，副教授，主要研究方向为粘密加工及检测•E-mail:jc_bati@163.com的缺陷，因此在磨削非球面的过程屮通常将超声波施加到工件上。为了在非球面磨削过程屮获得一致的工件农面超声波振动效果,需耍实时控制超声波振动轨迹。通过跟踪非球面工件农面的法向变化，实时控制二维超声波椭恻振动的合成轨迹变化，可以在整个加工过程中使超声波椭圆振动轨迹与工

8、件法向保持相对不变的姿态关系，获得表而分布一致的加工效果。因此，对于超声波椭圆振