精密/超精密產(chǎn)品不僅在日常生活、軍事國防和航空航天等領域內(nèi)發(fā)揮著日益重要的作用,而且這些領域?qū)λ鼈兊木纫笠苍絹碓絿揽痢C床作為精密/超精密產(chǎn)品的加工母機,其工作精度影響著產(chǎn)品的精度;三坐標測量機(Coordinate measuring machine,CMM)作為精密/超精密產(chǎn)品的檢測母機,其測量精度控制著產(chǎn)品的質(zhì)量。因此,如何提高機床/CMM的精度等級一直是工業(yè)界密切關(guān)注的重大問題。直線導軌作為機床/CMM的關(guān)鍵部件,其運動誤差既影響著機床/CMM的精度等級,又是誤差補償模型的關(guān)鍵參數(shù)。此外,運動誤差還能夠?qū)崟r反映出機床/CMM的運行狀態(tài)。因此,在線測量直線導軌的運動誤差具有重要的工程價值與科學意義。相關(guān)的測量方法雖然較多,但仍不能滿足工業(yè)界的需求,尤其直線導軌處在復雜的工況下。為此,本文提出了一種新的直線導軌運動誤差在線測量方法,它利用線性光柵系統(tǒng)和柔性機構(gòu)構(gòu)建新型探頭,通過多探頭誤差分離算法和新型探頭所構(gòu)建的多步式測量系統(tǒng),測量出直線導軌的運動誤差。此外,新型探頭為多步式測量系統(tǒng)與導軌滑塊的集成提供了可能性。對于該方法,本文對其基礎理論和關(guān)鍵技術(shù)進行了深入的研究和系統(tǒng)的分析...

【文章頁數(shù)】：171 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景及研究的目的和意義
    1.2 直線導軌運動誤差測量的研究現(xiàn)狀
    1.3 多探頭誤差分離算法的研究現(xiàn)狀
    1.4 線性光柵系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.5 柔性機構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.6 本文的研究思路與內(nèi)容
第2章 多探頭誤差分離算法及其影響因素分析
    2.1 引言
    2.2 頻域三點法的誤差分離原理及有效性仿真驗證
        2.2.1 頻域三點法的誤差分離原理
        2.2.2 頻域三點法有效性的仿真驗證
    2.3 頻域三點法計算精度的影響因素分析
        2.3.1 測量噪聲的影響
        2.3.2 探頭間距誤差的影響
        2.3.3 導軌定位誤差的影響
        2.3.4 探頭增益系數(shù)誤差的影響
    2.4 空域四點法的誤差分離原理及有效性仿真驗證
        2.4.1 空域四點法的誤差分離原理
        2.4.2 空域四點法有效性的仿真驗證
    2.5 空域四點法計算精度的影響因素分析
        2.5.1 測量噪聲的影響
        2.5.2 探頭間距誤差的影響
        2.5.3 導軌定位誤差的影響
        2.5.4 探頭增益系數(shù)誤差的影響
    2.6 本章小結(jié)
第3章 位姿偏差對線性光柵系統(tǒng)輸出的影響及其實驗驗證
    3.1 引言
    3.2 線性光柵系統(tǒng)的工作原理及光學建模
        3.2.1 成像掃描式線性光柵系統(tǒng)
        3.2.2 干涉掃描式線性光柵系統(tǒng)
    3.3 莫爾條紋的數(shù)學解析
        3.3.1 莫爾條紋特征參數(shù)的辨識
        3.3.2 噪聲對辨識算法的影響
        3.3.3 辨識算法的仿真驗證
    3.4 位姿偏差對莫爾條紋特征參數(shù)的影響分析
        3.4.1 單項偏差對莫爾條紋特征參數(shù)的影響
        3.4.2 多項偏差對莫爾條紋特征參數(shù)的影響
    3.5 位姿偏差對線性光柵系統(tǒng)輸出信號相位的影響分析與驗證
        3.5.1 基于莫爾條紋特征參數(shù)的輸出信號模型建立
        3.5.2 位姿偏差對輸出信號相位影響的仿真分析
        3.5.3 位姿偏差對輸出信號相位影響的實驗驗證
    3.6 本章小結(jié)
第4章 基于光柵感知和柔性傳動的新型探頭設計及特性分析
    4.1 引言
    4.2 探頭柔性機械本體的設計準則
    4.3 探頭柔性機械本體的構(gòu)型
        4.3.1 常用柔性導向機構(gòu)的對比分析
        4.3.2 常用柔性放大/轉(zhuǎn)向機構(gòu)的對比分析
        4.3.3 探頭柔性機械本體的構(gòu)型
    4.4 切口型柔性鉸鏈的柔度建模
    4.5 串/并聯(lián)型柔性機構(gòu)的柔度建模
    4.6 柔性機械本體關(guān)鍵模塊的柔度建模及特性分析
        4.6.1 導向模塊的柔度建模及特性分析
        4.6.2 放大模塊的柔度建模及特性分析
    4.7 新型探頭的特性分析
        4.7.1 水平式探頭的特性分析
        4.7.2 垂直式探頭的特性分析
    4.8 本章小結(jié)
第5章 直線導軌運動誤差在線測量方法的實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 多步式測量系統(tǒng)的搭建
    5.3 新型探頭性能參數(shù)的校核
        5.3.1 水平式探頭性能參數(shù)的校核
        5.3.2 垂直式探頭性能參數(shù)的校核
    5.4 基于誤差在線測量方法的直線導軌運動誤差測量及驗證
        5.4.1 直線度誤差EYX與偏擺誤差ECX
        5.4.2 直線度誤差EZX與俯仰誤差EBX
        5.4.3 滾轉(zhuǎn)誤差EAX
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀博士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝
個人簡歷



本文編號：3764462