本發(fā)明公開了一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法，包括：根據(jù)當(dāng)前時刻壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓和負(fù)載力，結(jié)合預(yù)先確定的輸入電壓和負(fù)載力與壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移之間的切削對應(yīng)關(guān)系，確定壓電陶瓷驅(qū)動器當(dāng)前時刻的輸出位移；根據(jù)輸出位移，確定壓電陶瓷驅(qū)動器的控制電壓；根據(jù)控制電壓調(diào)整壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓，以控制刀具切削。本申請中在刀具對待加工面進(jìn)行切削過程中，對壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓進(jìn)行控制調(diào)整時，同時考慮到當(dāng)前的輸入電壓和負(fù)載力對壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移的影響，有利于提高壓電陶瓷驅(qū)動器驅(qū)動刀具切削加工的精度。本申請還提供了一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制裝置、設(shè)備及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，具有上述有益效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及伺服車削加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法、裝置、設(shè)備以及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

近年來，隨著光電子技術(shù)、航空航天技術(shù)等高新技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜面型的微結(jié)構(gòu)元件的需求越來越大。但是由于這類元件的表面形狀復(fù)雜，精度要求非常高，傳統(tǒng)加工方法已經(jīng)難以滿足其要求，一種新型加工方法——壓電陶瓷驅(qū)動的快刀伺服車削加工技術(shù)(FastTool Servo,FTS)隨之產(chǎn)生。這種基于壓電陶瓷位移特性的FTS系統(tǒng)繼承了壓電陶瓷驅(qū)動器(Piezoelectric Ceramic Actuators，PEAs)的諸多優(yōu)點(diǎn)：位移分辨率高、頻率響應(yīng)快、承載力較大以及精度高等；并且同時能夠滿足主軸在高速旋轉(zhuǎn)的情況下，刀具需要跟隨工件面型起伏變化、小范圍的軸向快速進(jìn)給運(yùn)動、切削力隨著切削深度快速變化、面型精度對刀具定位精度的要求高等，進(jìn)行高精度的光學(xué)微結(jié)構(gòu)表面加工的需求。

由于壓電陶瓷材料具有明顯的遲滯特性：正反向電壓—位移特性曲線沒有重復(fù)性，存在著回差，即壓電陶瓷位移上升曲線和下降曲線之間存在一定的位移差，使得壓電陶瓷位移輸出信號不僅取決于當(dāng)前時刻的輸入電壓，還取決于輸入電壓信號的歷史輸出位移信號，這對切削明顯會產(chǎn)生不利的影響，因此如何解決壓電陶瓷的遲滯特性對驅(qū)動快刀伺服器的影響是業(yè)界研究的熱門問題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法、裝置、設(shè)備以及計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，提高了刀具交工微結(jié)構(gòu)元件的加工精度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種快刀伺服車削的驅(qū)動控制方法，包括：

根據(jù)當(dāng)前刀具切削待加工面的切削進(jìn)程，確定壓電陶瓷驅(qū)動器的負(fù)載力；

根據(jù)當(dāng)前時刻所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓和所述負(fù)載力，結(jié)合預(yù)先確定的輸入電壓和負(fù)載力與所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移之間的切削對應(yīng)關(guān)系，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器當(dāng)前時刻的輸出位移；

根據(jù)所述輸出位移和參考輸出位移之間的偏差，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的控制電壓；

根據(jù)所述控制電壓調(diào)整所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓，以控制所述刀具切削。

在本申請的另一可選的實(shí)施例中，預(yù)先確定所述切削對應(yīng)關(guān)系的過程包括：

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器空載狀態(tài)下，輸出位移隨輸入電壓變化的位移電壓數(shù)據(jù)組；

根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移電壓數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和輸入電壓之間的第一對應(yīng)關(guān)系；

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸入電壓恒定狀態(tài)下，輸出位移隨負(fù)載力變化的位移負(fù)載力數(shù)據(jù)組；

根據(jù)基本PI模型的單閾值算子，和所述位移負(fù)載力數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移和負(fù)載力之間的第二對應(yīng)關(guān)系；

采集所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移，在輸入電壓和負(fù)載力共同耦合作用下變化的位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組；

根據(jù)所述位移電壓負(fù)載數(shù)據(jù)組，確定所述壓電陶瓷驅(qū)動器的輸出位移與輸入電壓和負(fù)載力的第三對應(yīng)關(guān)系；