基于电磁场分析的快速刀具伺服系统的设计

• 作者: 张效栋 房丰洲 聂雅慧
• 来源期刊: 纳米技术与精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 快速刀具伺服系统 自由曲面 麦克斯韦力 电磁场分析 高频响应
• 年，卷（期）: 2011,（6）
• 所属期刊栏目: 精密加工
• 页码范围: 539-544
• 分类号: TGS06
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1672-6030.2011.06.013

摘要

基于快速刀具伺服(FTS)系统的单点金刚石车削是加工光学自由曲面的重要方法之一.传统的直线刀具伺服系统都具有频率响应低的问题,严重限制了可以加工自由表面的复杂程度.文中介绍了麦克斯韦力驱动的快速刀具伺服系统的设计,电机采用永磁体偏置模型实现线性驱动,根据磁路设计原理推导了电机的运动公式,利用有限元分析(FEA)的方法分析了电机模型在高频信号驱动时的受力曲线、涡流损耗的大小和分布情况.根据分析的结果设计了电机的驱动系统,并进行了开环正弦驱动实验和电极频率响应曲线的测试,最终利用PID算法实现了FTS系统的闭环控制.基于麦克斯韦力驱动的FTS系统的最佳驱动频率应小于40 kHz,系统目前行程可以达到15.75 μm,最大的频率响应可以达到100kHz,系统可以跟踪500 Hz正弦波运动.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	聂雅慧	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	3	6	1.0	2.0
5	张效栋	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	29	254	8.0	15.0
9	房丰洲	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	60	448	12.0	18.0