磁流變拋光機(jī)床在位測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，光學(xué)零件的需求和加工難度越來(lái)越大，具體體現(xiàn)為：高精度、復(fù)雜形狀、超光滑表面等，傳統(tǒng)光學(xué)加工方法難以滿足發(fā)展的要求，各種先進(jìn)光學(xué)加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，磁流變拋光技術(shù)就是其中的一個(gè)典型代表。磁流變拋光技術(shù)具有高效率、高精度、高表面質(zhì)量、亞表面損傷小、表面殘余應(yīng)力小等一系列優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)外光學(xué)系統(tǒng)研制單位的廣泛應(yīng)用。緊隨國(guó)外研究步伐，國(guó)內(nèi)的研究單位紛紛開(kāi)展了磁流變拋光設(shè)備的研制和加工工藝的研究，國(guó)防科技大學(xué)的精密工程實(shí)驗(yàn)室

2、在這一領(lǐng)域走在了前列。隨著使用過(guò)程的深入，磁流變拋光設(shè)備的精度、加工效率和自動(dòng)化水平被提出了更高的要求。本文以實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的磁流變拋光機(jī)床為研究對(duì)象，主要在高精度五軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差測(cè)量和補(bǔ)償以及工件的自動(dòng)定位兩方面開(kāi)展進(jìn)一步的研究，形成一套實(shí)用的磁流變拋光機(jī)床在位測(cè)量系統(tǒng)，研究的成果對(duì)于提高磁流變拋光設(shè)備的加工精度和加工效率具有重要意義。
　　本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)部分：
　　1.磁流變機(jī)床在位測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3、針對(duì)高精度五軸機(jī)床的幾何誤差測(cè)量和補(bǔ)償以及工件的自動(dòng)定位問(wèn)題，從功能要求與分析入手，進(jìn)行了在位測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括總體方案設(shè)計(jì)和主要零部件選型。通過(guò)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的精度分析、檢測(cè)和標(biāo)定，該系統(tǒng)能夠滿足磁流變拋光機(jī)床的使用要求。
　　2.磁流變機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸敏感幾何誤差的測(cè)量與補(bǔ)償。采用多體系統(tǒng)理論，對(duì)機(jī)床進(jìn)行了系統(tǒng)建模，對(duì)旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差進(jìn)行了分析。基于測(cè)量系統(tǒng)，提出了一種機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸位置偏置誤差的測(cè)量方案，并對(duì)其進(jìn)行了仿真，研究了各種因

4、素對(duì)測(cè)量誤差的影響。對(duì)實(shí)驗(yàn)室的磁流變機(jī)床進(jìn)行了幾何誤差測(cè)量，通過(guò)在后置處理中加入機(jī)床幾何誤差信息進(jìn)行誤差補(bǔ)償。最后，通過(guò)采用補(bǔ)償與無(wú)補(bǔ)償方法加工工件的對(duì)比試驗(yàn)，驗(yàn)證了幾何誤差補(bǔ)償方法對(duì)機(jī)床精度和性能的提升。
　　3.磁流變拋光工件自動(dòng)定位加工?；谠谖粶y(cè)量系統(tǒng)，將工件自動(dòng)定位方法應(yīng)用于磁流變拋光。采用ICP算法計(jì)算工件位姿，并進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了算法的正確性。通過(guò)測(cè)量工件定位加工過(guò)程中力和去除函數(shù)的變化，驗(yàn)證定位算法的定位精度。最后