本文關(guān)鍵詞：基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：主軸是機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)單元,機(jī)床主軸的回轉(zhuǎn)誤差直接反應(yīng)機(jī)床動態(tài)性能的優(yōu)劣。實現(xiàn)機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)誤差準(zhǔn)確有效的檢測是研究機(jī)床動態(tài)特性以及提高機(jī)床加工精度的重要環(huán)節(jié)。因此,建立高精度高可靠性的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測系統(tǒng)并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開展主軸系統(tǒng)回轉(zhuǎn)誤差運動的檢測與分析具有重要的工程應(yīng)用價值與現(xiàn)實意義。首先,系統(tǒng)地分析現(xiàn)有主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法及原理,提出基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測新方法。通過對比靜態(tài)干涉儀和動態(tài)干涉儀的工作原理,論證了采用動態(tài)干涉儀作為高精度檢測裝置實現(xiàn)主軸回轉(zhuǎn)誤差實時檢測的可能性。在此基礎(chǔ)上,以光學(xué)平晶作為標(biāo)準(zhǔn)檢測件,搭建了基于動態(tài)干涉儀與高精度伺服電機(jī)實現(xiàn)主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測的實驗裝置。通過分析光學(xué)平晶表面形貌特征運動軌跡變化可得出主軸回轉(zhuǎn)誤差。其次,分析影響光學(xué)平晶面形精度的主要因素及抑制變形的措施,基于此設(shè)計一種用于主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測的光學(xué)平晶專用裝夾與調(diào)整裝置。采用有限元分析法對光學(xué)平晶在不同裝夾條件下的變形情況進(jìn)行了較為深入的分析,驗證了光學(xué)平晶裝夾方式的合理性,實現(xiàn)了納米級的高精度裝夾要求。再次,通過對動態(tài)干涉儀對安裝在伺服電機(jī)主軸端部的光學(xué)平晶表面進(jìn)行檢測,得到的圖像為激光束干涉之后生成的像差圖。通過對原始像差圖的修正處理得到較為精確的像差圖。采用中值濾波、灰度閾值分割法、膨脹腐蝕處理等圖像處理技術(shù)獲取平晶表面特征圓的邊緣特征圖像,利用最小外接矩形法得到特征圓的形心坐標(biāo),通過主軸回轉(zhuǎn)到不同角度時干涉儀抓取到的像差圖處理結(jié)果綜合分析,計算得到主軸回轉(zhuǎn)誤差。最后,在系統(tǒng)分析利用動態(tài)干涉儀檢測主軸回轉(zhuǎn)誤差原理及建立主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測實驗系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,開展了初步的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測實驗。通過實驗,驗證了所設(shè)計的光學(xué)平晶專用夾具微調(diào)整精度高,操作方便,可實現(xiàn)被測量的平晶表面區(qū)域擺動范圍在2μm以內(nèi);提出的新檢測方法可實現(xiàn)微米級主軸回轉(zhuǎn)誤差的檢測,驗證了本檢測方法的有效性。
【關(guān)鍵詞】：主軸回轉(zhuǎn)誤差 動態(tài)干涉儀 像差圖 圖像處理
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.13
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及目的意義10-11
• 1.1.1 課題來源10
• 1.1.2 課題研究背景及目的意義10-11
• 1.2 相關(guān)問題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-17
• 1.2.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法的研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 誤差分離技術(shù)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.3 圖像處理技術(shù)在檢測領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容17
• 1.3.2 技術(shù)路線17-19
• 第2章 主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測原理研究19-33
• 2.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差運動19-23
• 2.1.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差概述19-22
• 2.1.2 主軸回轉(zhuǎn)誤差運動的數(shù)學(xué)表示22-23
• 2.2 基于動態(tài)干涉儀主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測裝置的搭建23-28
• 2.2.1 基于動態(tài)干涉儀檢測主軸回轉(zhuǎn)誤差的可行性分析23-27
• 2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)測試樣件的優(yōu)選27-28
• 2.2.3 回轉(zhuǎn)誤差檢測裝置的建立28
• 2.3 主軸回轉(zhuǎn)誤差計算模型及評定方法28-32
• 2.3.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差計算模型的建立28-30
• 2.3.2 基于最小二乘法的回轉(zhuǎn)誤差評定30-32
• 2.4 本章小結(jié)32-33
• 第3章 光學(xué)平晶裝夾結(jié)構(gòu)的設(shè)計及裝夾精度分析33-46
• 3.1 光學(xué)平晶面形精度影響因素分析33
• 3.2 光學(xué)平晶專用裝調(diào)結(jié)構(gòu)的設(shè)計33-37
• 3.2.1 光學(xué)平晶調(diào)心結(jié)構(gòu)的設(shè)計34-36
• 3.2.2 光學(xué)平晶夾持結(jié)構(gòu)的設(shè)計36-37
• 3.3 光學(xué)平晶的裝夾結(jié)構(gòu)有限元分析37-45
• 3.3.1 底面支撐結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計39-41
• 3.3.2 底面接觸材料對光學(xué)平晶面形精度的影響41-42
• 3.3.3 夾持預(yù)緊力對光學(xué)平晶面形精度的影響42-44
• 3.3.4 不同轉(zhuǎn)速對光學(xué)平晶面形精度的影響44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 第4章 像差圖處理技術(shù)46-60
• 4.1 像差圖特征分析及濾波處理46-51
• 4.1.1 像差圖特征分析46-47
• 4.1.2 像差圖影響因素分析及濾波處理47-51
• 4.2 像差圖的預(yù)處理51-55
• 4.2.1 像差圖的去噪處理51-53
• 4.2.2 像差圖的形態(tài)學(xué)處理53-55
• 4.3 特征區(qū)域邊緣特征提取與形心坐標(biāo)的計算55-59
• 4.3.1 像差圖邊緣特征提取55-56
• 4.3.2 最小外接矩形法的圓形輪廓提取56-59
• 4.4 本章小結(jié)59-60
• 第5章 基于動態(tài)干涉儀主軸回轉(zhuǎn)誤差測試實驗研究60-68
• 5.1 主軸回轉(zhuǎn)誤差測試裝置60-61
• 5.2 光學(xué)平晶精密調(diào)整實驗61-64
• 5.2.1 實驗?zāi)康?/span>61-62
• 5.2.2 光學(xué)平晶精密調(diào)整62-64
• 5.3 基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測實驗64-67
• 5.3.1 回轉(zhuǎn)誤差檢測的實驗64-66
• 5.3.2 實驗誤差分析66-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 結(jié)論68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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  本文關(guān)鍵詞：基于動態(tài)干涉儀的主軸回轉(zhuǎn)誤差檢測方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：468779