光學自由曲面又名非回轉(zhuǎn)對稱光學曲面。隨著光學自由曲面的廣泛應(yīng)用,高質(zhì)量光學自由曲面的加工需求日益增加。為滿足光學自由曲面加工,本課題設(shè)計一種長行程快刀伺服裝置,通過對快刀伺服裝置的結(jié)構(gòu)、動力學特性和實驗進行分析,對提高快刀伺服裝置的開發(fā)、精度具有重要的實際工程意義。主要研究內(nèi)容包括:在查閱大量參考文獻的前提下,針對快刀伺服加工的關(guān)鍵技術(shù)分析,根據(jù)FTS的加工特點對FTS的加工問題進行討論,從驅(qū)動方式、導向結(jié)構(gòu)的對比中選出“音圈電機+氣浮機構(gòu)”的組合形式;結(jié)合氣浮導軌和氣體靜壓的工作原理,采用多孔質(zhì)節(jié)流器設(shè)計氣浮導向機構(gòu),根據(jù)設(shè)計要求和實際情況選擇方形閉式多孔質(zhì)靜壓導軌的機構(gòu)形式,確定氣浮導向機構(gòu)的尺寸;運用ANSYS Workbench仿真軟件對氣浮導向機構(gòu)進行靜力分析,分析系統(tǒng)固有頻率,避免FTS產(chǎn)生共振;最終完成包括音圈電機、導向機構(gòu)、限位裝置、位移檢測在內(nèi)的FTS安裝與調(diào)試。根據(jù)FTS結(jié)構(gòu)特點,基于子結(jié)構(gòu)法,結(jié)合拉格朗日理論建立了FTS的理論動力學模型;將SolidWorks模型導入Adams中,添加質(zhì)量、約束條件等,建立等效動力學模型,分析系統(tǒng)模態(tài),應(yīng)用解析方法求解系統(tǒng)固有頻率...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1.緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題研究背景及意義
        1.2.1 國內(nèi)外同類產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀
        1.2.2 發(fā)展趨勢及存在的問題
    1.3 國內(nèi)外微結(jié)構(gòu)加工的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 光學自由曲面加工方法
        1.3.2 快刀伺服裝置發(fā)展現(xiàn)狀分析
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
2.FTS整體方案設(shè)計
    2.1 快刀伺服裝置部件選型
        2.1.1 快刀伺服裝置工作原理
        2.1.2 快刀伺服裝置導向機構(gòu)
        2.1.3 位移檢測裝置
    2.2 驅(qū)動裝置的選擇
        2.2.1 音圈電機工作原理
        2.2.2 音圈電機選型
    2.3 音圈電機建模與仿真
        2.3.1 Z軸傳遞函數(shù)
        2.3.2 Matlab仿真分析
    2.4 本章小結(jié)
3.氣浮機構(gòu)設(shè)計
    3.1 氣體潤滑技術(shù)的發(fā)展
        3.1.1 氣體潤滑技術(shù)的特點
        3.1.2 節(jié)流器的應(yīng)用
    3.2 氣浮機構(gòu)設(shè)計與仿真
        3.2.1 氣浮機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.2.2 氣浮機構(gòu)的靜態(tài)特性分析
        3.2.3 氣膜厚度對氣浮機構(gòu)靜態(tài)特性的影響
    3.3 氣浮機構(gòu)有限元分析
        3.3.1 有限元模型
        3.3.2 約束模態(tài)分析
        3.3.3 固定支承
        3.3.4 快刀伺服機構(gòu)實驗?zāi)B(tài)分析
    3.4 快刀伺服機構(gòu)裝配
        3.4.1 位移反饋裝置選擇與配件安裝
        3.4.2 快刀伺服裝置裝配與調(diào)試
    3.5 本章小結(jié)
4.動力學建模與仿真分析
    4.1 動力學建模
        4.1.1 快刀伺服裝置子結(jié)構(gòu)劃分
        4.1.2 運動方程的建立
    4.2 仿真分析
        4.2.1 Adams仿真模型分析
        4.2.2 動力學模型的數(shù)值求解
    4.3 刀具加工軌跡仿真
    4.4 本章小結(jié)
5.FTS控制系統(tǒng)平臺搭建
    5.1 快刀伺服系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)平臺設(shè)計
    5.2 快刀伺服系統(tǒng)軟件平臺設(shè)計
        5.2.1 上位機軟件設(shè)計
        5.2.2 程序控制
    5.3 實驗
        5.3.1 PID參數(shù)調(diào)試
        5.3.2 重復(fù)定位精度測試與分析
    5.4 本章小結(jié)
6.結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻
附錄:攻讀碩士學位期間取得成果
致謝



本文編號：3803060