隨著信息時(shí)代的到來,現(xiàn)代光學(xué)系統(tǒng)正朝著大口徑、高精度、高分辨率的方向快速發(fā)展,其中光學(xué)鏡面以優(yōu)越的光學(xué)性能在國家安全和科學(xué)發(fā)展的戰(zhàn)略性重大部署中均占據(jù)著重要地位。隨著對(duì)光學(xué)鏡面精度的要求日益增長,相關(guān)的光學(xué)鏡面加工裝備也在不斷更新進(jìn)步。在并聯(lián)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上結(jié)合串聯(lián)機(jī)構(gòu),使其兼具剛度高、響應(yīng)速度快、累積誤差小以及運(yùn)動(dòng)范圍大等優(yōu)點(diǎn),更加適合用于大型光學(xué)鏡面的加工。本文以一種三自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)和二自由度轉(zhuǎn)頭組成的混聯(lián)機(jī)構(gòu)作為光學(xué)鏡面研拋機(jī)器人的主體,考慮到并聯(lián)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)精度對(duì)鏡面加工質(zhì)量有著重要的影響,因此本文研究了機(jī)器人并聯(lián)部分的誤差建模、精度設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)標(biāo)定以及針對(duì)運(yùn)動(dòng)精度等性能的尺度優(yōu)化等方面的內(nèi)容,并通過數(shù)值仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所建立模型的準(zhǔn)確性和研究方法的有效性。主要研究內(nèi)容如下:（1）研究了研拋機(jī)器人并聯(lián)部分的誤差建模方法并進(jìn)行了誤差分離:首先,利用閉環(huán)矢量法對(duì)機(jī)器人的串并聯(lián)部分進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)建模并對(duì)研拋盤位置進(jìn)行求解;然后,在對(duì)并聯(lián)部分中的球副進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上,對(duì)機(jī)構(gòu)中各個(gè)運(yùn)動(dòng)副內(nèi)的幾何誤差源進(jìn)行分析;最后,基于矢量法建立誤差映射模型,并且實(shí)現(xiàn)模型中可補(bǔ)償誤差源與不可補(bǔ)償誤差源的分離,... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：134 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

國外光學(xué)

1緒論3(c)NanoformX加工機(jī)床(d)Freeform700G五軸機(jī)床圖1-2國外光學(xué)鏡面加工機(jī)床Figure1-2Foreignopticalmirrormachiningequipment國內(nèi)的眾多高校和科研院所也在光學(xué)鏡面加工機(jī)器人方面展開了廣泛的研究。圖1-3(a)為航空303所研制的Nanosys-300曲面超精密復(fù)合加工機(jī)床，該機(jī)床具有超精密車、銑以及磨削等多種加工功能，可對(duì)玻璃、金屬等材料進(jìn)行球面、非球面和超平面等形狀的納米級(jí)超精密鏡面加工，加工尺寸范圍為Φ300×200mm，加工工件的表面粗糙度為Ra10nm[11]。圖1-3(b)為長春光機(jī)所研制的FSJ-Ⅱ大口徑非球面六軸加工機(jī)床，其加工口徑可達(dá)到1200mm，且能夠在一次裝夾的情況下完成加工[12]。華中科技大學(xué)基于Puma-560機(jī)器人在智能化拋光系統(tǒng)、拋光軌跡規(guī)劃、工藝過程建模及仿真等方面展開研究[13]。國防科技大學(xué)研制的AOCMT五軸超精密加工機(jī)床，該光學(xué)非球面復(fù)合加工機(jī)床集銑磨成型、研磨、拋光于一體，可加工最大口徑650mm的光學(xué)鏡面[14]。新松機(jī)器人中央研究院所制造了一種五軸框架式研拋機(jī)器人，該研拋系統(tǒng)主要由五軸框架式研拋機(jī)器人及控制柜、高精度伺服轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)、厚度測量系統(tǒng)等部分組成[15]。(a)Nanosys-300曲面加工機(jī)床(b)FSJ-Ⅱ大口徑六軸加工機(jī)床圖1-3國內(nèi)光學(xué)鏡面加工機(jī)床Figure1-3Domesticopticalmirrormachiningequipment根據(jù)上述加工機(jī)器人在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀可知，隨著對(duì)光學(xué)鏡面的要求日益增長，用于光學(xué)鏡面加工的機(jī)器人也在不斷更新進(jìn)步，但對(duì)相關(guān)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)仍需要更加深入的研究。近年來與傳統(tǒng)的串聯(lián)機(jī)械臂相比，并聯(lián)機(jī)床以其良好的動(dòng)態(tài)性能、高剛度及累積誤差小等優(yōu)點(diǎn)備受人們的關(guān)注，且由于并聯(lián)機(jī)床具有加工

碩士學(xué)位論文34誤差作為精度分析的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單一誤差源的影響程度進(jìn)行計(jì)算對(duì)比。以此為依據(jù)將一些對(duì)末端位姿誤差影響較小的誤差源予以忽略，在滿足運(yùn)動(dòng)精度的前提下將模型進(jìn)行簡化，使后續(xù)的優(yōu)化和補(bǔ)償效率獲得有效提高。在機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)空間內(nèi)選擇動(dòng)平臺(tái)位姿Z=1.33m、ψ0=21.283°、θ0=13.134°作為并聯(lián)部分的固定位姿，幾何誤差源中設(shè)定位置及桿長誤差的最大值為0.02mm、角度誤差最大值為0.05°，在此基礎(chǔ)上利用Matlab軟件進(jìn)行數(shù)值仿真。為避免多項(xiàng)誤差源共同作用對(duì)末端誤差的耦合影響，在對(duì)單一誤差源的影響程度進(jìn)行分析時(shí)，令其他誤差源的數(shù)值為0，從而可以更加直觀的比較各誤差源單獨(dú)作用所引起的末端位置誤差大校UPS驅(qū)動(dòng)支鏈中各誤差源引起的末端誤差大小仿真結(jié)果如圖3-1至圖3-5所示。(a)bix對(duì)末端位置誤差影響(b)biy對(duì)末端位置誤差影響(c)biz對(duì)末端位置誤差影響圖3-1驅(qū)動(dòng)支鏈虎克鉸鏈安裝位置誤差ib作用下末端位置誤差值Figure3-1Influenceoftheinstallationpositionerroribofhookhingeondrivingchainonthepositionerrorvalueofthemovingplatform由圖3-1可知在驅(qū)動(dòng)支鏈虎克鉸鏈安裝位置誤差單獨(dú)作用下所引起的末端位置誤差。如圖所示，定平臺(tái)虎克鉸鏈在三個(gè)方向上的分布誤差對(duì)動(dòng)平臺(tái)末端的位置誤差具有相似影響規(guī)律，均表現(xiàn)為末端誤差隨鉸鏈分布誤差ib的增加而線性增加；在誤差源大小相同的情況下，誤差biz對(duì)末端誤差影響程度最大，誤差bix其次，誤差biy影響較�。挥蓤D3-1(a)可知，在誤差源bix單獨(dú)作用下，動(dòng)平

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3112695