本文關(guān)鍵詞：大型光機(jī)組件的裝配精度分析及工藝改進(jìn)

  更多相關(guān)文章： 光機(jī)系統(tǒng) 精密裝配 誤差分析 面形畸變 穩(wěn)定性

【摘要】：神光III作為新一代的大型高能固體激光裝置,包含了48條光束,在每一條光束中都分布了大量的大型光機(jī)組件,而光機(jī)組件的裝配精度對打靶精度有著直接的影響,因此對其提出了很高的精度要求,但是光機(jī)組件的超精密裝配技術(shù)是個難以攻克的問題。本文采用大口徑傳輸反射鏡組件為主要分析對象,研究了反射鏡組件的裝配誤差形成機(jī)理,從裝配應(yīng)力下的光學(xué)元件結(jié)構(gòu)變形和裝配幾何誤差的傳遞累計兩方面進(jìn)行了深入研究,提出了以反射鏡組件為代表的大型光機(jī)組件裝配精度的分析方法。首先,針對光學(xué)元件的面形精度,通過有限元分析研究了裝配預(yù)緊力下的光學(xué)元件的結(jié)構(gòu)變形,通過Schmidt正交化得到了適用于矩形口徑的Zernike多項式的變形,將有限元分析得到的原始面形結(jié)合Zernike波面擬合方法進(jìn)行了面形精度分析�？紤]裝配預(yù)緊力的隨機(jī)性,提出了基于蒙特卡羅法的不確定預(yù)緊力下的面形精度分析,研究了預(yù)緊力控制精度對面形精度的影響。在上述基礎(chǔ)上得出了恰當(dāng)?shù)穆葆斁o固方案,為優(yōu)化反射鏡的裝配工藝提供了理論基礎(chǔ)。然后,建立了光機(jī)組件裝配系統(tǒng)的幾何誤差傳遞模型,考慮到誤差在反射鏡組件多工序上的傳遞,采用反射鏡組件的全尺寸三維實(shí)體模型,應(yīng)用3DCS軟件對反射鏡的法線準(zhǔn)直誤差進(jìn)行了仿真分析,發(fā)現(xiàn)法線偏轉(zhuǎn)誤差遠(yuǎn)超過性能要求。為此,建立了離線裝校系統(tǒng),補(bǔ)償法線的偏轉(zhuǎn)誤差。此外針對光機(jī)組件的穩(wěn)定性,進(jìn)行了模態(tài)分析、隨機(jī)振動分析和精度校核,結(jié)果顯示現(xiàn)有的裝配條件可以滿足反射鏡組件的穩(wěn)定性要求。最后,基于上面的分析提出了裝配工藝改進(jìn)的思路,從墊片材料、螺釘控制精度和反射鏡安裝結(jié)構(gòu)三個方面提出了改進(jìn)方向。
【關(guān)鍵詞】：光機(jī)系統(tǒng) 精密裝配 誤差分析 面形畸變 穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TH706
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1. 緒論9-18
• 1.1 課題概述9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析9-16
• 1.3 本文的主要工作與結(jié)構(gòu)16-18
• 2. 反射鏡組件的結(jié)構(gòu)和性能要求18-26
• 2.1 反射鏡組件的結(jié)構(gòu)18-19
• 2.2 運(yùn)動學(xué)定位調(diào)節(jié)支承結(jié)構(gòu)19-21
• 2.3 反射鏡組件的性能要求21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 3. 光學(xué)元件的面形精度分析26-49
• 3.1 面形精度分析流程26-27
• 3.2 基于Zernike多項式的波前重構(gòu)27-35
• 3.3 基于蒙特卡羅法的螺釘緊固力不確定性分析35-46
• 3.4 面形精度的測量和工藝分析46-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4. 反射鏡組件的裝配幾何精度分析49-68
• 4.1 三維裝配公差及相關(guān)分析軟件49-51
• 4.2 法線準(zhǔn)直誤差分析51-58
• 4.3 復(fù)位誤差分析58-60
• 4.4 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析60-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 5. 反射鏡組件裝配工藝方案的改進(jìn)方法68-76
• 5.1 墊片材料的改進(jìn)68-69
• 5.2 螺釘緊固方法的改進(jìn)69-71
• 5.3 反射鏡支撐方法的改進(jìn)71-75
• 5.4 本章小結(jié)75-76
• 6. 總結(jié)和展望76-78
• 6.1 全文總結(jié)76
• 6.2 研究展望76-78
• 致謝78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄85

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本文編號：1026662