提出了一種基于遺傳算法的中子譜儀樣品臺精度分配方法。首先,對中子譜儀樣品臺的結(jié)構(gòu)及誤差元素進(jìn)行分析,利用多體系統(tǒng)理論和齊次坐標(biāo)變換原理建立樣品臺的幾何誤差模型;其次,對誤差模型中的27項(xiàng)誤差項(xiàng)分別進(jìn)行靈敏度分析及計(jì)算;最后,基于靈敏度計(jì)算結(jié)果,通過采用MATLAB軟件中的遺傳算法工具箱,以制造成本最小為優(yōu)化目標(biāo),對中子譜儀樣品臺進(jìn)行精度分配,并且利用蒙特卡洛模擬法驗(yàn)證了精度分配方案的合理性,為中子譜儀樣品臺的結(jié)構(gòu)及加工工藝設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。 

【文章來源】：現(xiàn)代制造工程. 2020,(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

樣品臺結(jié)構(gòu)示意

根據(jù)多體系統(tǒng)理論,推導(dǎo)出樣品臺拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如圖2所示。由圖2可知,樣品臺由2條結(jié)構(gòu)鏈組成:1)樣品鏈,即底座0→C軸轉(zhuǎn)臺1→Z軸導(dǎo)軌2→Y軸導(dǎo)軌3→X軸導(dǎo)軌4→待測樣品5;2)中子束出射端鏈,即底座0→中子束出射端6。設(shè)定坐標(biāo)系時(shí),首先,在樣品臺底座上創(chuàng)建參考坐標(biāo)系0,原點(diǎn)設(shè)于底座中心點(diǎn)O1,坐標(biāo)軸方向與X、Y和Z這3個(gè)平動(dòng)軸方向一致;然后,分別在C軸轉(zhuǎn)臺、Z軸導(dǎo)軌、Y軸導(dǎo)軌、X軸導(dǎo)軌、待測樣品和中子束出射端上創(chuàng)建局部坐標(biāo)系1、2、3、4、5和6,其中,待測樣品坐標(biāo)系5的原點(diǎn)設(shè)于X軸導(dǎo)軌中心點(diǎn)O2,與O1在Z軸方向上的偏移量為d,其他體坐標(biāo)系原點(diǎn)與O1重合。

將表2中各樣品臺結(jié)構(gòu)參數(shù)代入式(8)各誤差項(xiàng)靈敏度系數(shù)的表達(dá)式,并且將求得的靈敏度系數(shù)進(jìn)行歸一化處理,最終得到在X、Y和Z軸導(dǎo)軌的最大行程點(diǎn)位置時(shí)各誤差項(xiàng)的靈敏度系數(shù),如圖3所示。由圖3可知,在各運(yùn)動(dòng)方向上同向的線性誤差項(xiàng)的靈敏度系數(shù)較大,對中子譜儀樣品臺幾何誤差模型中相應(yīng)誤差分量的影響程度也就較大,而角度誤差項(xiàng)及垂直度誤差項(xiàng)的靈敏度不僅取決于樣品臺的運(yùn)動(dòng)參數(shù),還取決于樣品臺的結(jié)構(gòu)參數(shù)。對于X軸方向上的誤差分量Ex,其關(guān)鍵誤差項(xiàng)為Δxx、Δβx、Δγx、Δxy、Δβy、Δγy、Δxz、Δβz、Δxc和Δβc;對于Y軸方向上的誤差分量Ey,其關(guān)鍵誤差項(xiàng)為Δyx、Δαx、Δγx、Δyy、Δαy、Δyz、Δαz、Δyc、Δαc和Sxy;對于Z軸方向上的誤差分量Ez,其關(guān)鍵誤差項(xiàng)為Δzx、Δαx、Δβx、Δzy、Δαy、Δzz、Δzc、Syz和Sxz。在進(jìn)行精度分配時(shí),應(yīng)對關(guān)鍵誤差項(xiàng)的大小格外關(guān)注,并且加以控制。3 樣品臺精度分配

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3032734