PMAC下直线电机定位精度分析与误差补偿技术

电机控制技术论文集电机应用于消费电子、住宅、工业、通用、交通和农业等领域。

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电机控制技术论文篇一基于PMAC的电机控制技术研究【摘要】随着科学技术的不断发展，工业水平的不断提升，在世界范围内的先进控制技术得到了很大的提升。

在以往的电机控制中，由于控制器的控制能力有限，使得被控对象在运行时有很大的误差产生，而以PMAC为核心控制器的电机运行设备具有更高的控制能力。

本文在对PMAC运动控制器及直线电机原理进行概述的基础上，重点研究PMAC控制器在直线电机PID调节中的应用，并以具体的实验进行验证。

【关键词】PMAC，PID，直线电机1.引言当今社会，自动控制技术和微型计算机作为高科技时代的领导者，更加严格要求各种自动控制系统的定位精准度，由此，在传统旋转电机的基础上配备一套变换机构而构成的直线运动驱动装置，已难以满足当代控制系统愈发精准的要求，因此直线电机的研究、发展与应用工作成为世界各国当今的发展方向，促使直线电机具有越来越开扩的应用领域。

2.PMAC控制器简介上世纪九十年代，美国Delta Tau公司研发了一种开放式多轴运动控制器，命名为PMAC(Programmable Multi-axis Contro-ller)。

PMAC是具有高性能的伺服控制器，其核心为DSP，它可借助高级语言灵活的控制最多八轴同时运行，还能提供内务处理、运动控制、离散开展、同主机交互等功能。

PMAC是一台完整的可以任务识别的计算机，能自动进行任务等级识别，将高优先级的任务比低优先级的任务先进行操作。

其执行速度、分辨率等指标均高于普通的控制器。

伺服控制分为PID加Notch 和速度、加速度前馈控制。

可与MACRO现场总线的高速环网相连接，直接灵活的对生产线实施控制。

相对于其他运动控制器，PMAC的开放性最为突出。

其内部寄存器可允许用户按照自身需要来使用。

PMAC的A/D和I/O和内部寄存器都是统一编址，A/D和I/O的用法与PMAC其它内存用法相同，具有很强的便利性。

力矩电机的控制系统设计与性能实验摘要现代高档数控机床的发展对转台旋转进给伺服性能提出了越来越高的要求，在各种数控转台中，传统的驱动方式难以实现高精度加工。

本文采用KOLLMIRGEN力矩电机直接驱动数控转台，消除了中间传动环节，具响应速度快、动态刚度和定位精度高等特点。

本文依据“零传动试验台”的具体要求，采用了“NC嵌入PC”的开放式数控系统，采用工控机作为上位机，来处理数控系统中的弱实时性任务，用PMAC运动控制卡作为数控系统的控制器，完成数控系统中的强实时性任务；安装了PMAC运动控制卡的IPC与Danaher Motion伺服驱动器、力矩电机组成了三环闭环的控制系统；利用PMAC提供的PID执行程序在线调节整个系统的PID参数，优化系统的动态性能；利用RENISHAW激光干涉仪测定电机的定位误差并编写误差补偿程序，实施误差的在线补偿。

通过对电机的调试和检测，电机的性能达到各项设计要求。

关键词：力矩电机，PMAC, RENISHAW激光干涉仪Design of Torque Motor Control System andPerformance TestABSTRACTThe performance of the rotative feed servo is more and more important with the development of modern advanced numerical control machine ,in various NC rotary tables, the traditional drive mode is very difficult to implement high precise processing. The text taking kollmorgen direct drive NC rotary table, in this drive mode, all mechanical transmission elements are eliminated, and it has quick response ,high dynamic stiffness and position precision.According to requirement of zero mechanical transmission experimental table, this text taking “NC+PC” openning architecture, IPC was used as its supervisory to process weak real-time tasks in CNC, and PMAC motion control card was used as the control of CNC to process strong real-time tasks. stage．The whole system PID parameters had been adjusted on—line using the PID executive program provided by PMAC，optimized the dynamic performance of the system. The setting accuracy and the resetting accuracy of the Torque Motor had been determined by RENISHAW laser interferometer. system，and then the setting error compensation on-line had been realized by compiling the error compensation program．Through the debug and detection of the motor, the performance index of it has fulfilled the designing requirement.Key words: Torque Motor, PMAC, RENISHAW laser interferometer目录第1章.绪论 (1)1.1. 课题研究的目的及意义 (1)1.2. 力矩电机的研究状况及发展趋势 (2)1.3. 国内外超精密数控系统中应用PMAC概况 (4)1.4. 开放式数控系统 (6)1.5. 论文的主要内容与任务 (7)第2章.伺服驱动单元 (9)2.1. 力矩电机 (9)2.1.1. 力矩电机的主要特点及应用 (9)2.1.2. KOLLMORGEN力矩电机D063M (10)2.2. 伺服驱动器 (11)2.2.1. 驱动器的主要端口 (12)2.2.2. 编码器的引脚及意义 (13)2.2.3. 正弦编码器的反馈 (15)2.3. 本章总结 (15)第3章.PMAC运动控制卡 (16)3.1. PMAC运动控制卡的概述 (16)3.2. PMAC运动控制卡的功能简介 (16)3.3. PMAC运动控制卡的开放性 (18)3.4. PMAC运动控制卡的应用 (19)3.5. 本章总结 (19)第4章.控制系统设计 (20)4.1. 控制系统的组成与分类 (20)4.1.1. 运动控制系统的组成 (20)4.1.2. 运动控制系统的分类 (21)4.2. 运动控制系统的电路设计 (22)4.2.1. 系统连线 (24)4.2.2. 系统的电气控制 (29)4.3. 运动控制系统的调试 (29)4.3.1. I变量的设置 (29)4.3.2. 驱动器参数的设置 (32)4.3.3. 电机PID参数的设定及调节 (33)4.4. 系统安全 (37)4.4.1. 硬件超程限位开关 (38)4.4.2. 软件超程限位 (38)4.4.3. 跟随误差限制 (38)4.4.4. 屏蔽技术 (38)4.4.5. 光电隔离 (39)4.5. 本章总结 (39)第5章.系统精度检测实验 (40)5.1. RENISHAW激光干涉仪的测量原理 (40)5.2. 精度测量结果分析 (41)5.2.1. 基于PMAC的误差补偿功能 (41)5.2.2. 测量结果分析 (42)5.3. 本章小结 (44)第6章.结论及展望 (45)6.1. 结论 (45)6.2. 展望 (45)参考文献 (47)致谢 (50)第1章.绪论1.1.课题研究的目的及意义目前多轴联动数控机床的发展水平已经成为衡量一个国家制造装备业水平的重要标志，国外发达国家已把数控转台直接驱动多轴联动数控机床作为新一代产品的主流发展方向之一，并正在积极研制和开发。

机械设计与制造Machinery Design & Manufacture249第6期2021年6月基于定位平台的大尺寸工件视觉测量技术研究马平，欧建国，张智阳（广东工业大学机电工程学院，广东广州510006）摘要:对于大幅面工件的几何尺寸很难进行全尺才视觉测量的问题,提出一种单目视觉加运动控制联合的测量方法。

该方法结合了图像检测功能与运动平台的可移动特点，对大尺度工件进行分区编号,控制直线精密定位平台按逆时针顺序对相应区域进行图像采集处理，并建立一种基于Canny 边缘检测与分段序贯最小二乘法拟合求交点的角点检测算法， 通过获取先后两不同区域图像角点坐标的偏差，结合定位平台位移信息，实现对大幅面工件的全尺寸视觉测量。

最后运用建立的大尺寸工件视觉测量系统对特征丰富的工件进行测量实验，实验结果表明系统在200mm 测量范围内可保证0.05m m 的精度要求。

关键词:大尺寸工件;视觉测量;运动控制;边缘拟合中图分类号:TH16;TP23文献标识码:A文章编号:1001-3997(2021 )06-0249-04A Research on Visual Measurement Technology of LargeSize Workpiece Based on Positioning PlatformMA Ping , OU Jian-guo , ZHANG Zhi-yang(Guangdong University of Technology College of Electromechanical Engineering , Guangdong Guangzhou 510006, China)Abstract ：冠 is difficult to carry out f ull-size visual measurement f or the geometric dimension of large surface workpiece , a mea ­surement method of m onocular vision combined with motion control has been presented. This method combines the image detec ­tionjunction with the movable characteristics of t he moving platform , it carries on the p artition numbering to the large scale work ­piece, and control the linear p recision positioning p latform in the counterclockwise order of t he corresponding region image acqui ­sition and processing, a comer detection algorithm based on Canny edge detection and piecewise sequential least squares f itting for intersection points had been established, and obtain the deviation of a ngular p oint coordinates of t wo different region images ,based on positioning platform displacement information, the J ull size vision measurement of large scale workpiece has been real ­ized. Finally 9 the visual measurement system of large size workpiece has been used to measure the workpiece with rich features ,The experimental results show that the system can ensure the accuracy requirement of 0.05mm within the measurement range of200mm.Key Words :Large-Size Workpiece ； Visual Measurement ； Motion Control ； Edge Fitting1引言大尺寸金属平板类零件在现代制造业中被广泛应用于工业、农业机械、航天航空各个领域中。

动磁式直线电机定位误差检测与校正目录一、内容概述 (2)1.1 直线电机应用领域 (2)1.2 定位误差对性能的影响 (3)1.3 研究的重要性和必要性 (4)二、动磁式直线电机概述 (6)2.1 直线电机基本原理 (6)2.2 动磁式直线电机的结构特点 (7)2.3 动磁式直线电机的应用领域 (8)三、定位误差检测 (9)3.1 定位误差的定义及分类 (10)3.2 检测原理和方法 (12)3.3 检测流程与步骤 (13)四、定位误差校正技术 (14)4.1 校正方法概述 (14)4.2 静态误差校正技术 (16)4.3 动态误差校正技术 (17)4.4 智能校正方法与技术趋势 (18)五、实验与分析 (19)5.1 实验系统搭建 (20)5.2 实验方案设计与实施 (21)5.3 实验结果分析 (23)六、应用实例研究 (24)6.1 实际应用背景介绍 (25)6.2 定位误差检测与校正过程展示 (26)6.3 应用效果评估与反馈 (27)七、结论与展望 (28)7.1 研究总结 (29)7.2 技术创新点梳理 (30)7.3 未来研究方向与展望 (31)一、内容概述本文档旨在详细介绍动磁式直线电机定位误差检测与校正的方法和原理。

随着科技的不断发展，动磁式直线电机在各个领域的应用越来越广泛，其精度和稳定性对于整个系统的性能至关重要。

研究和掌握动磁式直线电机的定位误差检测与校正是提高其性能的关键。

本文档首先介绍了动磁式直线电机的基本原理和结构特点，然后详细阐述了定位误差的产生原因及其对系统性能的影响。

在此基础上，针对动磁式直线电机的定位误差，提出了多种有效的检测方法，包括直接测量法、间接测量法、自适应控制法等。

针对不同类型的定位误差，给出了相应的校正策略和方法，以提高系统的精度和稳定性。

本文档还对动磁式直线电机定位误差检测与校正的实际应用进行了详细的案例分析，以验证所提出的方法和策略的有效性。

导航系统定位误差补偿算法研究与应用随着现代社会交通和物流行业的发展，人们对导航系统和传感技术的需求越来越高。

然而，导航技术并非万无一失，存在诸多误差和偏差，如钟差误差、信号弱化、信噪比降低等，这些偏差会直接影响到导航精度和可靠性。

因此，研究导航系统的误差补偿算法，对提升其精度和可靠性具有重要的意义。

一、误差源分析在导航系统中，误差主要来源于以下几个方面：1.湿度、温度、大气压等环境因素对天线接收信号的影响导致多径效应和信号显著减弱。

2.接收机本身的抖动、偏移和不对称造成信号失真和非线性失真。

3.土地地形、建筑物、电线杆以及树木等遮挡物阻挡卫星信号，导致信号中断或衰减。

4.频率变化导致的钟差误差。

在此基础上，研究如何补偿这些误差是导航系统精度提升的关键。

二、误差补偿算法误差补偿算法依据误差源的种类和特点，设计不同的补偿方法。

在导航系统中，目前比较常用的误差补偿算法有以下几种：1.差分补偿算法差分补偿算法通过比较接收机的两个信号，将信号之间的偏差并归到钟差误差中。

差分定位可以对某些误差具有很好的减弱作用，如电离层延迟等误差。

差分补偿算法的优点为简单易行，可以实现较高的精度和可靠性。

2.卡尔曼滤波算法卡尔曼滤波算法是一种常用的状态估计和预测算法，可以对误差的动态变化进行补偿。

卡尔曼滤波算法将误差视为一个随机变量，并对其进行最优估计。

该算法具有较好的精度和鲁棒性，但对数据模型的预测和附加信息的引入要求比较严格。

3.波束成形算法波束成形算法可以通过抑制多路径和非线性失真等误差，提高导航系统的精度和鲁棒性。

该算法通过合理设计天线阵列、采用先进的数字信号处理技术，抵消因多路径等造成信号偏差的影响。

波束成形算法的优点为适用范围广，可以提高信号强度和方向精度，缺点是对系统硬件的要求和成本较高。

三、应用前景误差补偿算法在导航技术中具有广泛应用前景。

随着芯片制造工艺、处理器速度和传感器精度等技术的不断提升，导航系统的精度和鲁棒性会有进一步提高。

利用激光干涉仪对数控直线电机进给定位误差补偿直线电机在机床进给伺服系统中的应用，近几年来已在世界机床行业得到重视。

在机床进给系统中，采用直线电动机直接驱动与原旋转电动机传动的最大区别是取消了从电动机到工作台（拖板）之间的一切机械中间传动环节，把机床进给传动链的长度缩短为零。

这种传动方式被称为“零传动”。

正由于这种“零传动”方式，带来了原旋转电动机驱动方式无法达到的性能指标和一定优点。

提高直线电机进给系统的定位精度是实现其在数控机床应用的关键之一。

因而, 对直线电机进给定位误差进行测试和补偿是至关重要的。

激光干涉仪是国际机床标准中规定使用的检测验收数控机床定位精度的测量设备。

本文介绍了应用双频激光干涉仪测试数控直线电机进给的定位误差方法。

并利用最小二乘法分别建立定位误差的线性模型、分段线性模型、多项式模型，并对数控直线电机进给的定位误差进行补偿，研究表明采用软件补偿的方法可以较大地提高直线电机进给的定位精度。

直线电机进给定位精度测试方法直线电机进给产生定位精度误差因素很复杂，主要因素有：（1）光栅尺的制造及安装误差，光栅尺的运动部分及固定部分分别安装在进给单元的动子及定子底板上，产生一定的线性误差在所难免；（2）直线电机存在的边端效应使进给单元两端的力特性发生变化，影响进给平台制动，从而产生定位精度误差；（3）环境对定位精度误差产生的随机误差，由于没有采用隔震地基，周边环境的随机振动都会传递到进给单元及激光干涉仪，从而产生误差。

直线电机进给定位精度测试采用SJ6000 激光干涉仪测试。

SJ6000激光干涉仪是为机床检定提供了一种高精度标准,它准确度高,测量范围大(线性测长80m) , 测量速度快(4m/s) , 分辨力高(1nm) ,便携性好。

更由于SJ6000激光干涉仪具备自动线性误差补偿功能,可方便恢复机床精度。

测试方法如下：1. 安装SJ6000激光干涉仪测量系统各组件(见图1) 。

2. 在需测量的直线电机进给坐标轴线方向安装光学测量装置。

直线电机的线性自抗扰控制刘川;朱非甲;马伟;陈兴林【摘要】光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台,它要求在系统高速运动的同时,采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式,实现系统纳米级的精确定位及跟踪.为减小微动电机的运动范围和加速度,必须提高直线电机的跟踪精度.针对该系统的直线电机模型设计了一种线性自抗扰控制方法,该方法的控制器首先通过扩张状态观测器观测系统的动态变化,补偿系统中的各种扰动,再运用前馈对系统的跟踪误差进行补偿,减小系统的动态跟踪误差.在此复合控制方式下,控制器实现了自抗扰控制,前馈控制器很好的补偿了误差,从而提高了系统的抗干扰和跟踪性能.实验表明,该方法与传统的控制方法相比,改善了系统的动态性能和抗干扰能力.%The wafer stage of lithography is high dynamic precision servo motion platform. An nm-level positioning precision is required by using macro movement of long stroke linear motor and high-precision micro movement of voice coil motor, while the platform is moving in high-speed. In order to reduce the movement scope and acceleration of voice coil motor, the tracking precision of linear motor must be improved. A linear active disturbance rejection controller design for linear motor was presented. The controller was designed through an extended state observer to estimate the system' s state and the external disturbance. To improve the tracking performance of the dynamic system, the tracking error was added to the reference input and used as feed-forward error compensation. Under such a combined control method, the controller has the ability of active disturbance rejection, the feed-forward errorcompensation controller compensates tracking error well, and the disturbance rejection and tracking control performances are thus enhanced. The experiments show the control system synthesis procedures and a substantial improvement over the tracking error generated by the traditional control method alone.【期刊名称】《电机与控制学报》【年(卷),期】2013(017)001【总页数】6页(P71-76)【关键词】光刻机;工件台;直线电机;线性自抗扰;前馈补偿;高动态精密伺服【作者】刘川;朱非甲;马伟;陈兴林【作者单位】哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学超精密光电仪器工程研究所,黑龙江哈尔滨,150001;哈尔滨工业大学航天学院,黑龙江哈尔滨,150001【正文语种】中文【中图分类】TP273.3光刻机的工件台是高动态精密伺服运动平台，它要求在高速运动的情况下，采用长行程直线电机宏动跟随音圈电机高精密微动的驱动方式，在较短的行程内实现平台纳米级的精确定位与跟踪。

3344第２４卷　第９期 ２００２－９制造业自动化　基于ＰＭＡＣ的开放式数控系统研究赖国庭，吴玉厚，富大伟（沈阳建筑工程学院，辽宁　沈阳　１１００１５）摘　要：阐述了数控系统的发展概况，介绍了ＰＭＡＣ运动控制器的性能，深入讨论了基于ＰＭＡＣ的开放式数控系统的结构、优势和性能。

关键词：ＰＭＡＣ；开放式数控系统中图分类号：　ＴＨ１６６ 文献标识码：Ｂ文章编号：１００９－０１３４（２００２）０９－００３４－０３收稿日期：２００２－０３－２５基金项目：国家自然科学基金资助项目（５９７７５０６４）作者简介：赖国庭（１９７７－），男，广东省人，沈阳建筑工程学院硕士研究生，主要从事自动控制原理与应用方面的研究工作。

０ 概述计算机数控系统（ＣＮＣ）是２０世纪７０年代发展起来的机床控制新技术，它是综合了计算机、通信、微电子、自动控制、传感测试、机械制造等技术而形成的一门边缘学科。

数控技术是计算机集成制造系统（ＣＩＭＳ）和工厂自动化（ＦＡ）的基础之一，也是振兴国家机床工业、增强制造业国际竞争力的基础。

数控系统经过了５代电子元器件的更新：电子管、晶体管、中小规模集成电路、小型计算机数控和微型电子计算机数控，这些发展更新大大丰富了系统的控制功能，提高了数控系统的可靠性、经济性。

现在，计算机数控系统已经进入第６代——开放式计算机数控系统。

在一套计算机数控系统中，起着关键作用的组成部分是其中的计算机数字控制装置和伺服系统，系统的计算速度、实时性、伺服更新速度、资源管理能力、数字通信、精密控制、微量进给等性能都取决于这两个部分。

尤其是计算机数控装置，也就是运动控制单元，更是数控系统的核心单元模块，数控系统的性能、精度一定程度上依赖于运动控制单元的快速控制能力，由它可完成数控系统中实时性要求比较高的插补、位置控制、开关量Ｉ／Ｏ控制任务，实现ＣＮＣ系统中多轴联动的插补计算、位置控制等功能，使用这样的运动模块并辅助以其他的设备部件，可以方便灵活地构建应用于不同场合的运动控制系统。

超高速精密非圆轮廓磨削研究进展李波【摘要】阐明了非圆轮廓形零件超高速高精密磨削的必要性,深入讨论了非圆轮廓形零件超高速高精密磨削的磨床数控系统集成、非圆轮廓形零件高速高精密磨削加工的研究进展.非圆轮廓形零件的高速高精密磨削加工有着深远的意义.【期刊名称】《精密制造与自动化》【年(卷),期】2010(000)001【总页数】4页(P20-23)【关键词】超高速磨削;非圆轮廓形零件;多轴运动控制器;直线电机【作者】李波【作者单位】湖南大学电气与信息工程学院,410082【正文语种】中文许多产品都有非圆截面轮廓存在。

随着现代工业的发展，各类零件制造精度要求越来越高，形状也越来越复杂。

现代汽车发动机的活塞也不再是圆柱形，而是要求具有椭圆鼓形。

为提高强度和使用寿命，机械轴也不再是圆柱形而是由几段圆弧组成。

菱柱体卫星天线中馈源要求有方与圆光滑的过渡实体。

同时由于现代高精度磨削技术的发展，使磨削尺寸精度达到0.1～0.3μm，表面粗糙度达到0.2～0.05μm，明显提高了加工零件的质量。

磨削加工作为精密加工的一种方法在现代制造业中起着很重要的作用，尤其是特性良好的直线电动机的应用，使非圆截面形零件的精密加工成为了一个新的研究开发热点。

从国内来看大多数的研究和应用是基于车削加工的，对于它的高速高精密磨削研究还不是很多，因而致力于非圆轮廓形零件的高速高精密磨削加工有着深远的意义。

在非圆零件磨削中，工件速度与磨床滚轮进给必须经常改变，以与金属去除率的变化相一致。

例如，机床可能在一种非圆零件的旋转过程中，运行三种或四种不同的工件旋转速度，软件必须能够启动工件速度与滚轮进给的这些变化。

特殊的软件包让机床能够采用高速加工技术进行非圆磨削，进一步优化了工艺。

实质上，磨削采用的高速加工技术，与维持恒定磨削表面长度的工件旋转速度的变化有关。

若在非圆磨削过程中工件转速保持恒定，工件的某些部分将会转得太慢，同时，其它部分可能转得太快。

收稿日期:2002-11-25基金项目:国家自然科学基金资助项目(59775064)作者简介:赖国庭(1977-),男,广东汕头人,硕士研究生,主要研究方向为机电一体化原理及应用等。

控制工程Control Eng ineering of China Nov.2003Vol.10,No.62003年11月第10卷第6期文章编号:1671-7848(2003)06-0555-03基于PMAC 的直线电机速度/加速度前馈控制赖国庭1,吴玉厚2,富大伟2(1 沈阳建筑工程学院自动控制系,辽宁沈阳 110015;2 沈阳建筑工程学院机械工程系,辽宁沈阳110015)摘 要:论述了PM AC 运动控制器的性能及其伺服控制功能;简述了直线电机的伺服控制策略;提出了基于PM AC 的直线电机速度/加速度前馈控制算法;对算法中各个参数的作用做了简单的介绍,阐述了速度前馈和加速度前馈参数的性能及其调整。

通过实验得到证明,引入适当的速度和加速度前馈,可较好地补偿系统的跟随误差,从而提高系统的性能。

关 键 词:PM AC;直线电机;前馈控制中图分类号:T M 383 4 文献标识码:A1 引 言由于传统的 旋转电动机+滚珠丝杠 伺服进给方式难以满足加工精度和速度要求,因而,直线电机的精密进给加工方式开始出现。

虽然直线电机在机械结构方面得到大大简化,没有中间传动环节,伺服系统的刚性得到很大提高,由于中间传动环节所带来的误差也得到了较好的改善,但相对应也给电气控制带来了更高的要求。

如何在传统控制方式基础上,充分利用计算机控制技术,实现对直线交流伺服系统的精密控制,就变得尤为重要和紧迫。

基于上述分析,本文提出了基于PMAC 的直线电机速度/加速度前馈控制。

2 PMAC 运动控制器将机床运动控制、逻辑控制功能由独立的运动控制器完成,运动控制器通常以PC 硬件插件的形式构成系统。

数控上层软件(数控程序编辑、人机界面等)以PC 为平台,运行于Window s 等主流操作系统上,这已成为开放式数控系统发展的主流结构模式。

数控冲床中旋转冲头的设计与分析*梁凤喜1，钟佩思2，丁淑辉3，刘梅4，赵洁5（山东科技大学先进制造技术研究中心，青岛 266590）摘要：介绍了一种数控冲床中旋转冲头装置的结构与工作原理，并且对旋转装置的定位提出了一套简单可行的方案。

采用ANSYS软件对数控冲床的旋转冲头装置进行有限元分析与计算。

由静力学分析可知，极限条件下的变形量为0.013728mm，对系统的影响可忽略不计。

根据模态分析的前4阶固有频率振型图可确定振动变形主要发生在下模座安装凹模的凹槽位置处，提高此处的材料性能和增加此处的半径，可有效提高旋转冲头的性能。

关键字：数控冲床；旋转冲头；定位；有限元分析；模态分析中图分类号：TH122 文献标识码：The Design and Analysis of CNC Revolving PunchLiang Fengxi1, Zhong Peisi2, Ding Shuhui3, Liu Mei4,Zhao Jie5(Advanced Manufacturing Technology Center, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590)Abstract: The structure and working principle of revolving punch has been introduced. And the method of positioning accuracy has been suggested. The revolving punch is analyzed and calculation based on ANSYS software of finite element analysis. The statics analysis shows that the limit condition of deformation is 0.013728mm, can be neglected. Based on the modal analysis of the first four order natural frequency vibration mode diagram can determine the vibration deformation occurred in groove position place of the concave die. Improve the material performance and increase the radius, which can effectively improve the performance of the rotating punch.Key words: CNC punch; revolving punch; positioning; finite element analysis, modal analysis随着市场趋向于满足快速要求的短期生产，对钣金加工行业提出了加工精度高、成型复杂、加工过程简单等要求[1]，虽然我国许多机床厂家已具备数控冲床的生产能力，但功能相对单一，难于满足日益复杂的冲压加工要求。

一种高精度调焦机构设计林为才;王晶【摘要】调焦机构是变焦距镜头中重要的组成部分,目前对变焦距镜头的调焦主要采用凸轮机构的变焦方式,其缺点是体积大、效率低、精度差.为此本文提出了采用电机驱动和直线导轨配合的方式进行调焦的原理与方法,介绍了一种应用系统,其主要由步进电机、THK导轨、电位计等组成,具体给出了测量系统的组成结构和实验结果,并进行了精度影响因素分析,实验结果表明测量精度可保证在0.005mm内.【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(033)004【总页数】4页(P40-42,39)【关键词】步进电机;直线导轨;电位计;调焦【作者】林为才;王晶【作者单位】中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033;中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,长春,130033【正文语种】中文【中图分类】TM359.4在现代光学镜头设计中，变焦距镜头是一个不可缺少的部分，为了实现对目标的连续跟踪捕获，镜头焦距必须实时进行调整，而实现变焦的关键在于调焦机构，调焦机构组件主要用于在目标的距离或者环境温度发生变化时，调整目标的像面位置，保证变焦距镜头的图像清晰。

否则离焦会降低目标的清晰度，影响跟踪和测量的效果［1］。

本文介绍了一套高精度调焦机构，由步进电机、直线导轨、电位计等组成，由距离信息与温度传感器测量得到的温度信息，通过接口电路送入调焦控制器并计算出调焦量。

摄像机由步进电机驱动，通过齿轮变速和精密丝杠速比变换机构，带动摄像机前后移动来进行距离调焦和温度调焦。

通过调焦控制电路驱动步进电机运行，从而实现自动调焦，保证在像面上始终得到清晰的目标图像。

1 调焦机构的原理和组成如图1所示。

调焦系统调整放置在望远镜光路中的摄像机，移动摄像机改变镜头的像面位置。

摄像机的移动量，是根据机下计算机发出的距离信息，由DSP模块控制。

自动调焦系统利用电位计作为检测元件，电位计将位移变化转换成电压信号，电压信号的大小对应移动的距离。