[發(fā)明專利]非圓表面精密車削的二維控制裝置及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410007738.0
• 申請日: 2014-01-08
• 公開（公告）號: CN103817561A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 李國平;賀勇;孫濤;姚秋水
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: B23Q15/007
• 分類號: B23Q15/007
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 蔡菡華

1.非圓表面精密車削的二維控制裝置，包括刀架、刀具安裝臺、控制器、主軸編碼器、振動傳感器和刀具，所述的刀具安裝臺位于所述的刀架內(nèi)，所述的刀架的四個內(nèi)直角與所述的刀具安裝臺的四個外直角之間分別一一對應一體連接有彈性變形體，所述的刀具固定安裝在所述的刀具安裝臺上且位于其徑向中心線上，所述的振動傳感器固定安裝在所述的刀具上且位于所述的刀具安裝臺的徑向中心線上，所述的主軸編碼器固定安裝在車床主軸上，其特征在于所述的刀架上位于所述的刀具安裝臺的徑向中心線處和軸向中心線處分別固定設置有音圈直線電機，所述的刀具安裝臺的側面上與所述的音圈直線電機相正對的位置一體設置有柔性鉸鏈，所述的柔性鉸鏈與所述的音圈直線電機固定連接，所述的音圈直線電機、所述的主軸編碼器和所述的振動傳感器分別與所述的控制器電連接。

2.如權利要求1所述的非圓表面精密車削的二維控制裝置，其特征在于所述的刀架上位于所述的刀具安裝臺的徑向中心線處和軸向中心線處分別設置有電機安裝槽，所述的電機安裝槽內(nèi)固定設置有電機固定架，所述的音圈直線電機固定安裝在所述的電機固定架中，所述的柔性鉸鏈上一體設置有連接塊，所述的連接塊通過連接法蘭與所述的音圈直線電機固定連接。

3.如權利要求1所述的非圓表面精密車削的二維控制裝置，其特征在于所述的彈性變形體包括兩個直片和一個半圓片，所述的半圓片的兩端分別與所述的直片一體連接，其中一個直片的端部與所述的刀架的內(nèi)直角一體連接，另一個直片的端部與所述的刀具安裝臺的外直角一體連接，四個所述的彈性變形體分別沿所述的刀架的徑向中心線和軸向中心線對稱。

4.如權利要求1所述的非圓表面精密車削的二維控制裝置，其特征在于所述的刀具安裝臺的徑向中心線處設置有刀具安裝槽，所述的刀具安裝槽的兩個內(nèi)側面分別嵌設有至少一個定位套，所述的定位套內(nèi)設置有鋼珠，所述的鋼珠與所述的定位套的內(nèi)底部之間設置有彈簧，所述的刀具位于所述的刀具安裝槽中且所述的刀具的側面與所述的鋼珠的位置相對應處設置有定位凹槽。

5.一種利用所述的二維控制裝置進行車削控制的控制方法，其特征在于包括以下具體步驟：

（1）、主軸編碼器檢測待加工的非圓工件的當前加工相位，并反饋給控制器；

（2）、控制器讀取待加工非圓工件的下一時刻理論非圓值并計算出刀具下一時刻的位置，與接收到的待加工非圓工件當前的加工相位相比計算出到達下一時刻位置所需的徑向位移量△S₁和軸向位移量△S₂；

（3）、控制器控制位于徑向的和軸向的音圈直線電機動作，推動安裝在刀具安裝臺上的刀具分別在徑向和軸向移動△S₁和△S₂；

（4）、振動傳感器實時檢測刀具在徑向和軸向的位置變化量△S₁^‘和△S₂^’，并反饋給控制器，控制器計算出│△S₁-△S₁^‘│和│△S₂-△S₂^‘│，若│△S₁-△S₁^‘│和│△S₂-△S₂^‘│小于設定的誤差值，則滿足加工精度要求，進行非圓工件同一截面下一時刻位置的加工，若│△S₁-△S₁^‘│和│△S₂-△S₂^‘│大于設定的誤差值，則不滿足加工精度要求，控制器重新返回到步驟（2）的動作；

（5）、重復步驟（1）至（4），直至完成非圓工件同一截面上360°范圍的加工；

（6）、刀具移動到非圓工件的下一截面上，再重復重復步驟（1）至（5），直至完成整個非圓工件的非圓精密加工。