本文關(guān)鍵詞：精密回轉(zhuǎn)型工件的偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著精密制造加工技術(shù)快速的發(fā)展趨勢,對回轉(zhuǎn)型工件表面形貌測量技術(shù)精度的要求越來越高,回轉(zhuǎn)型工件表面形貌測量技術(shù)則成為了制約其發(fā)展的瓶頸,放置于回轉(zhuǎn)工作臺上的被測大口徑光學(xué)回轉(zhuǎn)型工件與測量儀器的回轉(zhuǎn)軸線不可避免的存在安裝偏心和傾斜等位姿誤差,被測工件的位姿誤差對表面形狀的超精密測量影響極大。對回轉(zhuǎn)型工件表面形貌測量精度的要求越高,實際上則是對回轉(zhuǎn)工作臺減小位姿誤差的調(diào)傾調(diào)心操作的可靠性、快速性、精確性的要求越來越高�；剞D(zhuǎn)型工件偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)的研究將促進多門學(xué)科的進一步發(fā)展,正逐漸成為制造加工和精密工程領(lǐng)域的研究熱點,具有重大的科學(xué)研究意義和廣泛的實用價值。為實現(xiàn)光學(xué)超精密測量對回轉(zhuǎn)型工件的表面形狀測量過程中對工件的偏心和傾斜等位姿誤差的高精度調(diào)整和測量,本文結(jié)合精密氣浮回轉(zhuǎn)軸、偏心和傾斜調(diào)整工作臺、XYZ向壓電陶瓷微位移驅(qū)動器等研制了一套精度高、調(diào)整速度快的偏心傾斜調(diào)整測控系統(tǒng)。該系統(tǒng)基于空氣氣體潤滑支撐技術(shù)的大范圍高精度偏心傾斜調(diào)整回轉(zhuǎn)工作臺,采用壓電陶瓷微位移器實現(xiàn)納米分辨力的精密驅(qū)動,完成了基于VC++平臺的偏心傾斜調(diào)整控制軟件,實現(xiàn)了大口徑回轉(zhuǎn)型工件表面形狀測量系統(tǒng)的自動偏心傾斜調(diào)整。本文研究的主要內(nèi)容包括:1.提出了偏心傾斜調(diào)整測控系統(tǒng)總體方案。從圓柱輪廓測量的測量原理出發(fā),依據(jù)圓柱輪廓的測量模型,綜合考慮系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)、運動控制部分驅(qū)動方法以及測量方法提出了測控系統(tǒng)總體方案。2.依據(jù)四自由度自動偏心傾斜調(diào)整工作臺的硬件機械機構(gòu),研究分析了偏心調(diào)整和傾斜調(diào)整之間的耦合關(guān)系。依據(jù)偏心調(diào)整和傾斜調(diào)整數(shù)學(xué)模型,提出了自動偏心和傾斜調(diào)整方法,并構(gòu)建了自動偏心傾斜調(diào)整的具體實現(xiàn)流程。3.在對測量模型進行理論分析和濾波方法仿真驗證的基礎(chǔ)上,針對課題組研制的精密氣浮回轉(zhuǎn)工作臺,采用模塊化設(shè)計編制了基于VC++6.0平臺的偏心和傾斜自動調(diào)整測控軟件,對測控軟件中的各模塊進行封裝調(diào)用,實現(xiàn)了對圓柱回轉(zhuǎn)型工件輪廓測量的偏心自動調(diào)整和偏心傾斜自動調(diào)整。4.對四自由度自動調(diào)整回轉(zhuǎn)工作臺的偏心傾斜調(diào)整性能進行了實驗驗證。首先,對微位移驅(qū)動機構(gòu)的分辨力、穩(wěn)定度等性能參數(shù)進行了測試。然后,利用陶瓷標(biāo)準(zhǔn)球標(biāo)定了回轉(zhuǎn)工作臺調(diào)整坐標(biāo)系和測量坐標(biāo)系之間的夾角。最后,通過對圓柱回轉(zhuǎn)型工件的偏心、傾斜調(diào)整實驗驗證了所研究的自動偏心和傾斜調(diào)整方法的有效性。實驗表明:本文所研究的自動調(diào)整測控技術(shù)可使回轉(zhuǎn)型工件的偏心量收斂至0.5μm,傾斜調(diào)整操作最終能使回轉(zhuǎn)型工件的傾斜誤差收斂至0.2″,自動調(diào)整時間為120 s。
【關(guān)鍵詞】：回轉(zhuǎn)型工件測量 傾斜調(diào)整 偏心調(diào)整 回轉(zhuǎn)工作臺 空氣靜壓
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH16;TG806
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-19
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)的研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)的國外研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.2 偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 本課題主要研究內(nèi)容17-19
• 第2章 偏心傾斜調(diào)整測控系統(tǒng)方案19-29
• 2.1 測控系統(tǒng)原理19-20
• 2.2 系統(tǒng)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)20-27
• 2.2.1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)20-22
• 2.2.2 余氣回收式空氣靜壓精密氣浮回轉(zhuǎn)工作臺22-24
• 2.2.3 微位移驅(qū)動機構(gòu)24-26
• 2.2.4 非接觸式共焦位移傳感器26-27
• 2.3 系統(tǒng)控制方式27-28
• 2.4 本章小結(jié)28-29
• 第3章 系統(tǒng)偏心傾斜調(diào)整原理29-38
• 3.1 回轉(zhuǎn)型工件表面輪廓信息采樣方法29
• 3.2 偏心調(diào)整模型和原理29-31
• 3.2.1 工作臺的偏心調(diào)整模型29-31
• 3.2.2 偏心調(diào)整坐標(biāo)系與測量坐標(biāo)系夾角的標(biāo)定31
• 3.3 傾斜調(diào)整模型和原理31-35
• 3.3.1 工作臺的傾斜調(diào)整模型31-34
• 3.3.2 傾斜調(diào)整對偏心調(diào)整的耦合效應(yīng)分析34-35
• 3.4 自動偏心傾斜調(diào)整的實現(xiàn)流程35-36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 自動偏心傾斜調(diào)整測控軟件系統(tǒng)38-50
• 4.1 測控軟件系統(tǒng)組成38-39
• 4.2 測控系統(tǒng)軟件39-41
• 4.2.1 測控系統(tǒng)軟件主體框架39-40
• 4.2.2 測控系統(tǒng)軟件控制程序40-41
• 4.3 基于高斯濾波的線性輪廓器實現(xiàn)方法41-46
• 4.3.1 濾波基本原理41-42
• 4.3.2 高斯濾波42-44
• 4.3.3 等間隔采樣下的線性輪廓濾波器實現(xiàn)方法44-45
• 4.3.4 等時長采樣下的線性輪廓濾波器實現(xiàn)方法45
• 4.3.5 高斯濾波方法理論仿真和軟件實現(xiàn)45-46
• 4.4 自動偏心傾斜調(diào)整軟件方案46-49
• 4.4.1 圓柱輪廓測量的自動偏心調(diào)整流程47-48
• 4.4.2 圓柱輪廓測量的自動傾斜調(diào)整流程48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 第5章 系統(tǒng)實驗驗證與分析50-61
• 5.1 引言50
• 5.2 微位移驅(qū)動機構(gòu)特性測試50-54
• 5.2.1 分辨力測試50-53
• 5.2.2 穩(wěn)定性測試53-54
• 5.3 回轉(zhuǎn)工作臺的標(biāo)定實驗54-56
• 5.4 圓柱自動偏心傾斜調(diào)整實驗56-59
• 5.4.1 自動傾斜調(diào)整實驗57-59
• 5.4.2 自動偏心調(diào)整實驗59
• 5.5 本章小結(jié)59-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻62-65
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單65-66
• 致謝66

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  本文關(guān)鍵詞：精密回轉(zhuǎn)型工件的偏心傾斜調(diào)整測控技術(shù)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：253191