非球面数控研抛力—位—姿解耦控制研究

为解决自动研抛系统中研抛力—研抛头位置—研抛头姿态之间的耦合问题,提高非球面表面的研抛质量,提出一种基于磁流变力矩伺服装置(Magnetorheological fluid torque servo,MRT)的力—位—姿解耦控制方法,并对该方法的原理和模型进行理论和试验研究。通过分析自动研抛系统中力—位—姿之间的耦合机理,以Preston方程和Hertz接触理论为基础,建立力—位—姿耦合模型,探讨基于MRT的力—位—姿解耦原理,推导出基于MRT的研抛力控制模型和数控机床转速控制模型,研制相应的试验系统,并通过研抛试验得到表面粗糙度Ra≤0.030μm的镜面表面和均匀的材料去除率。研究结果表明,基于MRT的力—位—姿解耦控制方法,能够有效地解决研抛系统中力—位—姿耦合难题,是实现非球面高精度、高效率、低成本数控研抛的一条新途径。