机械工程学报

作者：张稳祺, 张国庆, 马帅

单位：1. 深圳大学机电与控制工程学院 深圳 518060;2. 深圳大学广东省微纳光机电工程技术重点实验室 深圳 518060;3. 深圳大学深圳市高性能特种制造重点实验室 深圳 518060

关键词：超精密车削,切削力,刀高设置误差,在线辨识与补偿；

基金：国家自然科学基金(52275454, U2013603, 51827901)和深圳自然科学基金(JCYJ20220531103614032, JCYJ20220818102409021)资助项目。

提出一种基于力感知的超精密车削刀高设置误差在线辨识及补偿系统，旨在解决离线辨识刀高设置误差时加工连续性破坏和加工效率影响的问题。首先，研究了刀高设置误差存在时刀具后刀面与工件中心残余干涉所形成的表面形貌，及其对应的切削力特征，并建立了刀高设置误差与切削力之间的映射关系模型。其次，设计了基于该映射关系的刀高设置误差自动辨识算法，并利用LabVIEW软件开发执行程序和界面。最后，在加工实验中利用在线辨识系统对切削过程中的力信号进行特征识别，输出刀高设置误差，并借助实验平台集成的精密微调机构对误差进行在线补偿。实验结果表明，通过切削力辨识得到的刀高设置误差与机床反馈误差之间的平均差值在8 μm以内，并通过精密微调机构迅速补偿辨识出的误差，偏差在1%内，整个辨识与补偿过程仅耗时约1 min，验证了刀高设置误差在线辨识及补偿系统的可靠性和快速性。该研究将为超精密加工刀具设置误差自动辨识与补偿提供新的方案参考。

来源：2025年第19期

《机械工程学报》期刊编辑部

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