微V槽超精密機床幾何誤差建模及補償算法的研究.pdf

1、光電子、微電子器件中廣泛應(yīng)用微V槽陣列結(jié)構(gòu)，如光纖連接器、波分復(fù)用器、LCD背光板等。這些元器件一般需采用專用超精密機床加工，使其達到亞微米級尺寸加工精度和納米級表面粗糙度，以滿足光學(xué)級功能要求?；谧灾餮邪l(fā)的微V槽超精密機床，本文圍繞著通過幾何誤差補償來提高其加工精度這個主題，全面分析機床的結(jié)構(gòu)和其加工工藝特征，對機床垂直度誤差模型、幾何誤差測量與辨識方法、單項運動副誤差多項式擬合函數(shù)的優(yōu)化、幾何誤差建模及補償算法等幾個關(guān)鍵問題開展深

2、入的理論和實驗研究。
　　精密的誤差模型是實現(xiàn)誤差精密補償?shù)年P(guān)鍵。本文比較分析傳統(tǒng)基于小角度誤差假設(shè)的垂直度誤差變換矩陣的不足，推導(dǎo)出改進后的垂直度誤差模型，基于現(xiàn)有的誤差測量與辨識方法，對垂直度誤差變換矩陣改進中涉及的垂直度誤差角實施精算;針對微V槽超精密機床XFYZ型結(jié)構(gòu)特征，基于多體系統(tǒng)理論和前述的垂直度誤差改進模型，建立精密的幾何誤差模型;對比垂直度誤差精算前后的幾何誤差模型以檢測垂直度誤差變換矩陣改進的效果。
　　

3、數(shù)控機床幾何誤差的測量與辨識是一項復(fù)雜且費時的工作。如何快速精密地辨識出各單項幾何誤差一直是幾何誤差補償研究的重要課題。本文在分析目前常用的9線幾何誤差辨識法的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)高精度的測量效率更快的6線幾何誤差辨識法，并用實驗檢測該方法的可靠性。
　　為便于幾何誤差補償技術(shù)的實施就需要確定機床軸系運動到空間某坐標處各單項運動副誤差的具體值，這就要求將各單項運動副誤差擬合成關(guān)于機床運動坐標的函數(shù)。本文詳細分析多項式擬合法的優(yōu)點和不足，并