本文選題：激光切割質(zhì)量 + 微定位平臺(tái)�。� 參考：《沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：激光切割由于具有高質(zhì)量、高精度、高效率和高速度等特點(diǎn),成為了當(dāng)今世界最重要和最先進(jìn)的材料切割方式,激光切割技術(shù)在機(jī)械、鋼鐵、機(jī)車、船舶、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域被相當(dāng)普遍的應(yīng)用。但是,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和新型產(chǎn)品的出現(xiàn),產(chǎn)品中零件的形狀變的更加復(fù)雜化,要求激光切割的質(zhì)量不斷提升。本課題針對(duì)控制激光切割頭聚焦透鏡,保證激光束的中軸線實(shí)時(shí)位于輔助氣體噴射中軸線的正前方一定微小距離,可以提升激光切割的質(zhì)量,設(shè)計(jì)了PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái),并建立了微定位平臺(tái)的控制系統(tǒng)。本文首先設(shè)計(jì)了PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)。運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)分析法設(shè)計(jì)了微定位平臺(tái)的菱形位移放大機(jī)構(gòu);確定了微定位平臺(tái)X方向和Y方向的尺寸參數(shù);理論計(jì)算研究了微定位平臺(tái)的尺寸參數(shù)對(duì)位菱形移放大機(jī)構(gòu)放大倍數(shù)的影響;對(duì)微定位平臺(tái)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析對(duì)比,確定對(duì)稱式彈性板柔性梁作為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。第二,對(duì)PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái)進(jìn)行了靜態(tài)分析。對(duì)對(duì)稱式彈性板柔性梁進(jìn)行了靜力學(xué)建模及分析,研究了尺寸參數(shù)對(duì)對(duì)稱式彈性板柔性梁剛度的影響;運(yùn)用能量守恒定律對(duì)PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái)進(jìn)行了靜力學(xué)建模及分析,研究了尺寸參數(shù)對(duì)微定位平臺(tái)的放大倍數(shù)的影響;運(yùn)用Ansys workbench仿真分析軟件研究了微定位平臺(tái)的最大位移輸出、應(yīng)力分布及頻率響應(yīng)性能。第三,對(duì)PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析。建立了微定位平臺(tái)的剛度模型并與Ansys分析進(jìn)行對(duì)比;應(yīng)用拉格朗日分析力學(xué)法建立了微定位平臺(tái)的微分動(dòng)力學(xué)方程;推導(dǎo)出了微定位平臺(tái)的傳遞函數(shù);運(yùn)用Matlab simulink設(shè)計(jì)了PID閉環(huán)控制器,初步確定X方向P=300,I=350000,D=0.1,Y方向P=300,I=400000,D=0.1。最后,搭建了PZT驅(qū)動(dòng)式激光切割機(jī)焦點(diǎn)控制微定位平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。PZT驅(qū)動(dòng)式微定位平臺(tái)在X方向的最大輸出位移為351μm,微定位平臺(tái)在Y方向的最大輸出位移為386μm;在閉環(huán)PID控制下,微定位平臺(tái)X方向的P=300,I=350000,D=0.1,響應(yīng)時(shí)間為0.35s,Y方向的P=300,I=400000,D=0.1,響應(yīng)時(shí)間為0.35s;微定位平臺(tái)在X方向的閉環(huán)最小位移分辨率為4μm,在Y方向的閉環(huán)最小位移分辨率為3μm。微定位平臺(tái)X方向的重復(fù)定位精度為±2.301μm,Y方向的重復(fù)定位精度為±2.343μm。
[Abstract]:In this paper , the focal control micropositioning platform of PZT driven laser cutting machine is analyzed and compared . In the Y direction , P = 300 , I = 400000 , D = 0.1 , the response time is 0.35 s ; the minimum displacement resolution of the micro - positioning platform in the X direction is 4 渭m , and the minimum displacement resolution in the Y direction is 3 渭m . The repeated positioning accuracy in the X direction of the micro - positioning platform is 鹵 2.301 渭m , and the repeat positioning accuracy in the Y direction is 鹵 2.343 渭m .

【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG485

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1783252