三维超精密运动平台性能分析及误差补偿的研究

论文题目: 三维超精密运动平台性能分析及误差补偿的研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 机械工程

作者: 黄欢

导师: 吴志军

关键词: 极微细电火花加工,超精密运动平台,高精度,模态分析,误差补偿

文献来源: 清华大学

发表年度: 2005

论文摘要: 极微细电火花加工和实时双光子三维加工方法作为新兴的微尺度三维加工技术越来越受到重视,发展也越来越快,而超精密运动平台技术是实现包括极微细电火花加工在内的微细加工中的关键技术之一,要实现纳米量级的三维微细加工,首先需要超高精度的三维超精密运动平台。超精密运动平台技术涵盖多个领域的先进技术,其应用范围和领域也越来越广泛。本文围绕超精密运动平台的构建、性能分析以及为提高运动平台精度所进行的误差建模和误差补偿进行了讨论。本文首先研究了极微细电火花加工系统的组成及工作原理,指出超精密运动平台的性能对加工精度起着决定性的作用。并且对国内外的高精度运动平台的原理及特点进行了总结和分析。从极微细电火花对运动系统的要求出发构建了一套由精密压电陶瓷驱动电机、直线导轨和精密光栅组成的三维微进给平台,并对其小步进、超低速、高速等运动特性进行了测试,结果表明平台完全符合极微细电火花加工系统的高精度和超低速的要求。分析了极微细电火花加工的三维超精密运动平台的隔振系统的组成及工作原理,对隔振系统进行了模态分析和研究,并通过实际的隔振效果测试,测得隔振系统的隔振效果,结果表明隔振系统效果明显,为三维运动平台达到高精度提供了可靠的保证。对三维超精密运动平台的误差进行了误差建模,分析了其主要误差影响因数,指出了用于三维高精度微加工的运动平台的误差识别和补偿技术是能否达到微细电火花加工精度的关键,提出了误差参数识别方法和初步的误差补偿方案和综合动态误差补偿方案。

论文目录:

摘要

Abstract

第1章绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1 三维微细加工技术

1.2.2 超精密运动平台的概念与意义

1.2.3 超精密运动平台的发展与现状

1.3 研究目标与内容

1.4 本章小结

第2章三维超精密运动平台方案设计与结构设计

2.1 极微细电火花加工对运动平台的要求

2.2 运动平台系统方案设计

2.2.1 极微细电火花加工系统的总体结构

2.2.2 超精密运动平台的方案设计

2.2.3 运动平台驱动方式

2.2.4 运动平台位移检测反馈方式

2.2.5 运动平台控制方式

2.3 运动平台系统机架结构设计

2.4 运动平台系统隔振系统设计

2.5 本章小结

第3章三维超精密运动平台性能分析与实验研究

3.1 三维超精密运动平台运动学性能分析

3.2 三维超精密运动平台位置精度分析

3.3 超精密运动平台机架刚度分析

3.4 机架及隔振台模态分析

3.4.1 有限元软件模拟分析

3.4.2 试验模态分析

3.4.3 试验法与有限元法模态分析结果比较

3.5 超精密运动平台隔振系统性能分析

3.6 实验总结

3.7 本章小结

第4章三维超精密运动平台误差分析与识别

4.1 三维超精密运动平台误差模型

4.1.1 误差模型建立方法

4.1.2 三维超精密运动平台误差模型的特点和模型建立方法

4.1.3 误差矩阵法建立误差模型

4.2 三维超精密运动平台误差辨识

4.2.1 三维超精密运动平台误差辨识方法

4.4.2 三维超精密运动平台误差辨识方案设计

4.3 本章小结

第5章三维超精密运动平台误差补偿方案研究

5.1 三维超精密运动平台主要误差因素分析

5.2 三维超精密运动平台误差补偿方案设计

5.2.1 误差补偿方法

5.2.2 超精密运动平台误差初步补偿方案

5.2.3 三维超精密运动平台误差综合动态实时补偿方案

5.3 本章小结

第6章论文工作总结与展望

6.1 论文主要工作和结论

6.2 展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

发布时间: 2007-03-14

参考文献

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[3].6DOF运动平台开发与研究[D]. 李培昌.哈尔滨理工大学2005
[4].三维微细电火花加工平台的设计与实验研究[D]. 林海波.浙江工业大学2009
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三维超精密运动平台性能分析及误差补偿的研究

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