本文關(guān)鍵詞：適用于三維精密測(cè)量的氣浮平臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與靜動(dòng)態(tài)特性分析

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【摘要】：三維精密測(cè)量技術(shù)是二十世紀(jì)六十年代后期發(fā)展起來(lái)的一種技術(shù),一方面是由于產(chǎn)品質(zhì)量要求的不斷提高和復(fù)雜型面加工技術(shù)的發(fā)展都要求有高效、可靠的測(cè)量裝備與之配合,另一方面也受益于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為其提供了技術(shù)基礎(chǔ)。本文針對(duì)三維精密測(cè)量的工程應(yīng)用要求,以課題組二維龍門式精密氣浮平臺(tái)為研究對(duì)象,圍繞氣浮平臺(tái)的靜力學(xué)特性、動(dòng)態(tài)特性和運(yùn)動(dòng)精度,設(shè)計(jì)出一臺(tái)具有運(yùn)動(dòng)精度高、剛度好、行程范圍大以及適用性廣等性能特點(diǎn)的三維精密測(cè)量氣浮平臺(tái),并對(duì)設(shè)計(jì)的氣浮平臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行深入分析。具體主要包括以下幾方面內(nèi)容：首先,從靜力學(xué)角度對(duì)氣浮導(dǎo)軌氣膜剛度進(jìn)行了研究。綜合理論計(jì)算、仿真分析以及實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)影響氣浮導(dǎo)軌氣膜剛度的相關(guān)因素進(jìn)行了深入研究。同時(shí),由于直線度誤差會(huì)導(dǎo)致氣浮導(dǎo)軌不同位置的氣膜剛度存在差異性,故對(duì)不同氣壓下氣浮導(dǎo)軌的直線度進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,并獲得導(dǎo)軌直線度隨供氣壓力的變化規(guī)律。其次,通過(guò)對(duì)二維定龍門式氣浮平臺(tái)整體動(dòng)態(tài)特性的仿真分析,發(fā)現(xiàn)最易發(fā)生共振并產(chǎn)生較大振幅的是橫梁部位。根據(jù)對(duì)該部位的固有頻率實(shí)驗(yàn)測(cè)試得到其頻率-幅值曲線,為三維精密測(cè)量氣浮平臺(tái)的相關(guān)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。另外,從運(yùn)動(dòng)學(xué)的角度對(duì)氣浮導(dǎo)軌的定位精度及重復(fù)定位精度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,分析了供氣壓力對(duì)氣浮導(dǎo)軌定位精度以及重復(fù)定位精度的影響規(guī)律。在以上研究的基礎(chǔ)上,根據(jù)三維精密測(cè)量的要求確定氣浮平臺(tái)的技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù),完成氣浮平臺(tái)的總體設(shè)計(jì)。在伺服進(jìn)給方式確定后,對(duì)各運(yùn)動(dòng)軸的伺服進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行了選型計(jì)算。在保證氣浮平臺(tái)運(yùn)動(dòng)精度的前提下,根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)速度下氣膜面壓力分布情況,確定了運(yùn)動(dòng)軸的運(yùn)動(dòng)速度范圍。最后,對(duì)設(shè)計(jì)的三維精密測(cè)量氣浮平臺(tái)靜動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了分析。通過(guò)在對(duì)橫梁撓度理論研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步對(duì)平臺(tái)進(jìn)行有限元仿真分析,獲得結(jié)構(gòu)變形以及應(yīng)力分布等情況,并提出對(duì)橫梁結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方法。動(dòng)態(tài)特性方面,本文對(duì)氣浮平臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析以及諧響應(yīng)分析,研究固有頻率分布和對(duì)應(yīng)的振型以及在外界諧響應(yīng)載荷激勵(lì)下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性。通過(guò)提出增大結(jié)構(gòu)阻尼和加大結(jié)構(gòu)剛度等改進(jìn)措施避免產(chǎn)生共振,確保三維測(cè)量的測(cè)量精度和可靠性。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TH703

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本文編號(hào)：1194517