宏/微雙驅(qū)動(dòng)微切削定位進(jìn)給系統(tǒng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-02 22:30
大行程高精度定位進(jìn)給系統(tǒng)在振動(dòng)測(cè)試、武器裝配、航天航空、IC制造、MEMS制造、精密光學(xué)儀器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。隨著精密加工技術(shù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)單一驅(qū)動(dòng)方式下的行程與精度兩大要素的對(duì)立關(guān)系凸顯。宏/微雙驅(qū)動(dòng)的定位進(jìn)給方式有效的解決了大行程、高精度要求的技術(shù)難題,同時(shí)集合了宏驅(qū)動(dòng)平臺(tái)快速移動(dòng)、遠(yuǎn)距離傳送和微驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的精度高、響應(yīng)快、體積小等優(yōu)勢(shì),為精密、高精密加工制造提供了良好的方案策略,推動(dòng)著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。本文基于國家自然科學(xué)基金--骨植入體材料多孔鈦合金介觀尺度切削機(jī)理及微結(jié)構(gòu)加工結(jié)構(gòu)完整性研究(基金號(hào):51305174)的項(xiàng)目背景,并針對(duì)國內(nèi)外目前關(guān)于宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,提出了一種雙層疊加式宏/微二級(jí)驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。宏動(dòng)平臺(tái)采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)和光柵尺測(cè)量反饋;微動(dòng)平臺(tái)采用PZT壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)與柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)傳動(dòng)定位配合,并采用激光干涉儀進(jìn)行微動(dòng)系統(tǒng)的精度檢測(cè);微驅(qū)動(dòng)平臺(tái)疊加在宏驅(qū)動(dòng)平臺(tái)上,隨宏驅(qū)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行大行程移動(dòng)。在控制系統(tǒng)方面,提出了宏動(dòng)平臺(tái)部分采用固高運(yùn)動(dòng)控制器進(jìn)行平面二維平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制,微動(dòng)平臺(tái)部分根據(jù)HSPY精密可調(diào)電源RS232傳輸標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)輸...
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)微切削定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.1 宏驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)測(cè)量方式研究現(xiàn)狀
1.2.5 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)展方向
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)框架
1.6 本章小結(jié)
第2章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)微切削定位進(jìn)給系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
2.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2.2.1 微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方案
2.2.2 壓電陶瓷的種類和特性分析
2.2.3 柔性鉸鏈的種類和特性分析
2.3 宏驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2.3.1 宏驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方案
2.3.2 直線電機(jī)的選型
2.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的控制方式
2.5 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的測(cè)量方式
2.6 本章小結(jié)
第3章 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究
3.1 微動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
3.2 柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
3.3 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給平臺(tái)位移輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)有限元仿真分析
3.4.1 模型建立
3.4.2 靜態(tài)特性及應(yīng)力分析
3.4.3 模態(tài)分析
3.5 微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入和輸出性能分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度檢測(cè)與補(bǔ)償
4.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)樣機(jī)搭建
4.2 宏動(dòng)平臺(tái)的定位精度測(cè)量
4.2.1 宏動(dòng)平臺(tái)X軸定位精度測(cè)量
4.2.2 宏動(dòng)平臺(tái)Y軸定位精度測(cè)量
4.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度檢測(cè)
4.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析與補(bǔ)償
4.4.1 誤差來源分析
4.4.2 誤差補(bǔ)償方法
4.4.3 誤差補(bǔ)償模型建立
4.4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模與實(shí)驗(yàn)分析
5.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型
5.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)
5.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度評(píng)定
5.3.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)X軸精度評(píng)定
5.3.2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)Y軸精度評(píng)定
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)控制程序
附錄2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)定位誤差數(shù)據(jù)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于遺傳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核桃破裂功預(yù)測(cè)模型[J]. 張宏,馬巖,李勇,張銳利,張學(xué)軍,張銳. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(18)
[2]基于變密度法的周期性拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 焦洪宇,周奇才,李文軍,李英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(13)
[3]大行程轉(zhuǎn)動(dòng)柔性鉸鏈性能測(cè)試及實(shí)驗(yàn)[J]. 裴旭,李遠(yuǎn)玥,侯振興. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[4]數(shù)控機(jī)床幾何誤差與熱誤差綜合建模及其實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 王維,楊建國,姚曉棟,范開國,李自漢. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[5]大行程納米級(jí)共平面二維精密工作臺(tái)的研究[J]. 王淑珍,常素萍,謝鐵邦. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2010(08)
[6]超精密加工領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究[J]. 袁巨龍,張飛虎,戴一帆,康仁科,楊輝,呂冰海. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(15)
[7]基于ANSYS的齒輪裝配體模態(tài)分析[J]. 楊偉,馬星國,尤小梅. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[8]超精密加工現(xiàn)狀綜述[J]. 袁巨龍,王志偉,文東輝,呂冰海,戴勇. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(01)
[9]一種納米級(jí)二維微定位工作臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析[J]. 孫立寧,馬立,榮偉彬,高燕. 光學(xué)精密工程. 2006(03)
[10]納米級(jí)大尺度超精密線位移測(cè)量方法的研究[J]. 趙惠英,蔣莊德,田世杰. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王利.浙江大學(xué) 2012
[2]大行程高精度微進(jìn)給系統(tǒng)的研究[D]. 姜文銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]宏/微兩級(jí)驅(qū)動(dòng)的大行程高精度二維定位平臺(tái)基礎(chǔ)技術(shù)研究[D]. 李欣欣.浙江大學(xué) 2008
[4]宏/微驅(qū)動(dòng)高速高精度定位系統(tǒng)的研究[D]. 節(jié)德剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004
[6]大行程亞微米精度激光直寫設(shè)備定位技術(shù)的研究[D]. 熊木地.中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]高速高精度宏微雙驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉升.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]面向納米定位的跨尺度二維工作臺(tái)關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D]. 袁鈺.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[3]機(jī)床誤差的動(dòng)態(tài)分析方法及其控制技術(shù)研究[D]. 翟江濤.重慶理工大學(xué) 2015
[4]基于音圈電機(jī)的宏/微平臺(tái)控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 周維波.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[5]夾持半徑可調(diào)式仿生壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 傅璐.吉林大學(xué) 2013
[6]基于壓電材料的車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究[D]. 王大學(xué).吉林大學(xué) 2012
[7]宏微雙驅(qū)動(dòng)高精度二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)[D]. 方菲.浙江大學(xué) 2012
[8]大行程宏微驅(qū)動(dòng)超精密進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究[D]. 武宏璋.西安理工大學(xué) 2009
[9]基于Optistruct拓?fù)鋬?yōu)化的應(yīng)用研究[D]. 蘇勝偉.哈爾濱工程大學(xué) 2008
[10]高精度微定位器結(jié)構(gòu)與控制研究[D]. 熊本炎.西北工業(yè)大學(xué) 2005
本文編號(hào):3015473
【文章來源】:江蘇科技大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:101 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 課題的研究背景與意義
1.2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)微切削定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.1 宏驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)研究現(xiàn)狀
1.2.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)測(cè)量方式研究現(xiàn)狀
1.2.5 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的發(fā)展方向
1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容
1.5 論文結(jié)構(gòu)框架
1.6 本章小結(jié)
第2章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)微切削定位進(jìn)給系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
2.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)
2.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2.2.1 微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方案
2.2.2 壓電陶瓷的種類和特性分析
2.2.3 柔性鉸鏈的種類和特性分析
2.3 宏驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)
2.3.1 宏驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方案
2.3.2 直線電機(jī)的選型
2.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的控制方式
2.5 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的測(cè)量方式
2.6 本章小結(jié)
第3章 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究
3.1 微動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
3.2 柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)
3.3 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給平臺(tái)位移輸出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.4 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)有限元仿真分析
3.4.1 模型建立
3.4.2 靜態(tài)特性及應(yīng)力分析
3.4.3 模態(tài)分析
3.5 微驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸入和輸出性能分析
3.6 本章小結(jié)
第4章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度檢測(cè)與補(bǔ)償
4.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)樣機(jī)搭建
4.2 宏動(dòng)平臺(tái)的定位精度測(cè)量
4.2.1 宏動(dòng)平臺(tái)X軸定位精度測(cè)量
4.2.2 宏動(dòng)平臺(tái)Y軸定位精度測(cè)量
4.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度檢測(cè)
4.4 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)誤差分析與補(bǔ)償
4.4.1 誤差來源分析
4.4.2 誤差補(bǔ)償方法
4.4.3 誤差補(bǔ)償模型建立
4.4.4 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)誤差補(bǔ)償模型仿真
4.5 本章小結(jié)
第5章 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)建模與實(shí)驗(yàn)分析
5.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型
5.2 微驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)模態(tài)實(shí)驗(yàn)
5.3 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)精度評(píng)定
5.3.1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)X軸精度評(píng)定
5.3.2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)Y軸精度評(píng)定
5.4 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
結(jié)論
展望
參考文獻(xiàn)
附錄
附錄1 宏/微雙驅(qū)動(dòng)協(xié)調(diào)控制程序
附錄2 宏/微雙驅(qū)動(dòng)定位進(jìn)給系統(tǒng)定位誤差數(shù)據(jù)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于遺傳BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核桃破裂功預(yù)測(cè)模型[J]. 張宏,馬巖,李勇,張銳利,張學(xué)軍,張銳. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2014(18)
[2]基于變密度法的周期性拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 焦洪宇,周奇才,李文軍,李英. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(13)
[3]大行程轉(zhuǎn)動(dòng)柔性鉸鏈性能測(cè)試及實(shí)驗(yàn)[J]. 裴旭,李遠(yuǎn)玥,侯振興. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[4]數(shù)控機(jī)床幾何誤差與熱誤差綜合建模及其實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 王維,楊建國,姚曉棟,范開國,李自漢. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2012(07)
[5]大行程納米級(jí)共平面二維精密工作臺(tái)的研究[J]. 王淑珍,常素萍,謝鐵邦. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù). 2010(08)
[6]超精密加工領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究[J]. 袁巨龍,張飛虎,戴一帆,康仁科,楊輝,呂冰海. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(15)
[7]基于ANSYS的齒輪裝配體模態(tài)分析[J]. 楊偉,馬星國,尤小梅. 沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2008(04)
[8]超精密加工現(xiàn)狀綜述[J]. 袁巨龍,王志偉,文東輝,呂冰海,戴勇. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2007(01)
[9]一種納米級(jí)二維微定位工作臺(tái)的設(shè)計(jì)與分析[J]. 孫立寧,馬立,榮偉彬,高燕. 光學(xué)精密工程. 2006(03)
[10]納米級(jí)大尺度超精密線位移測(cè)量方法的研究[J]. 趙惠英,蔣莊德,田世杰. 計(jì)量學(xué)報(bào). 2004(03)
博士論文
[1]現(xiàn)代直線電機(jī)關(guān)鍵控制技術(shù)及其應(yīng)用研究[D]. 王利.浙江大學(xué) 2012
[2]大行程高精度微進(jìn)給系統(tǒng)的研究[D]. 姜文銳.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[3]宏/微兩級(jí)驅(qū)動(dòng)的大行程高精度二維定位平臺(tái)基礎(chǔ)技術(shù)研究[D]. 李欣欣.浙江大學(xué) 2008
[4]宏/微驅(qū)動(dòng)高速高精度定位系統(tǒng)的研究[D]. 節(jié)德剛.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2006
[5]連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化理論與應(yīng)用研究[D]. 左孔天.華中科技大學(xué) 2004
[6]大行程亞微米精度激光直寫設(shè)備定位技術(shù)的研究[D]. 熊木地.中國科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所 2000
碩士論文
[1]高速高精度宏微雙驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 劉升.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[2]面向納米定位的跨尺度二維工作臺(tái)關(guān)鍵控制技術(shù)研究[D]. 袁鈺.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[3]機(jī)床誤差的動(dòng)態(tài)分析方法及其控制技術(shù)研究[D]. 翟江濤.重慶理工大學(xué) 2015
[4]基于音圈電機(jī)的宏/微平臺(tái)控制系統(tǒng)開發(fā)[D]. 周維波.廣東工業(yè)大學(xué) 2014
[5]夾持半徑可調(diào)式仿生壓電旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)分析與試驗(yàn)研究[D]. 傅璐.吉林大學(xué) 2013
[6]基于壓電材料的車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制研究[D]. 王大學(xué).吉林大學(xué) 2012
[7]宏微雙驅(qū)動(dòng)高精度二維運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)[D]. 方菲.浙江大學(xué) 2012
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本文編號(hào):3015473
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