精密磁流变抛光机控制系统设计与优化

【摘要】磁流变抛光技术是超光滑、无亚表面损伤的高精密光学零件最为有效的加工方法之一。西安工业大学提出环带式磁流变抛光加工方法,该方法具有较高的加工效率、可消除光学元件表面的中高频误差、对机床的机械结构的精度要求相对较低等显著优点。本论文针对西安工业大学的面接触式磁流变抛光设备,进行控制系统的设计与优化。论文首先介绍了面接触式磁流变抛光机原理、结构,分析了硬件控制和软件设计的具体方案,针对控制系统中不同的模块进行了详细的功能和任务划分。根据磁流变抛光加工光学表面的特点,建立了数学模型并讨论了具体的运动控制实现方法。本文以磁流变抛光设备的原有伺服控制系统为研究对象,通过分析伺服系统的结构特点,提出了高速计数器模块和光栅尺联合实现准确定位的直线控制系统改进方案,同时针对磁流变抛光的特点,提出了α角和β角的角度控制系统改进方案,并分别进行了设计。论文以手动和自动控制两种工作模式为主体制定出了软件的总体方案,并对其中涉及的主程序和子程序进行了设计。论文还设计了一套完整的磁流变抛光机监控系统,实现了系统工作过程中的实时监控和系统维护。根据人机交互的功能需求对触摸屏界面进行了总体规划,确定了所需设置的画面及各画面之间的相互切换关系,并设计出了能满足各种操作要求的触摸屏画面。通过对控制系统的在线模拟调试以及联机调试,验证了优化后的控制系统能够满足各项控制任务的要求,在实际运行过程中具有较强的稳定性和可靠性,满足工艺现场使用的需求,为进一步研制产业化设备的控制系统奠定了基础。
【作者】杨绍培；
【导师】陈智利；
【作者基本信息】西安工业大学，武器系统与运用工程，2014，硕士
【关键词】磁流变抛光；面接触；插补；伺服控制系统；人机交互；

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