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《光學(xué)自由曲面加工機床靜態(tài)誤差辨識與補償方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文光學(xué)自由曲面加工機床靜態(tài)誤差辨識與補償方法研究ANIDENTIFICATIONANDCOMPENSATIONMETHODFORIDENTIFYINGSTATICGEOMETRICERRORSOFTHEOPTICALFREEFORMSURFACESMACHINETOOL田欣哈爾濱工業(yè)大學(xué)2018年06月國內(nèi)圖書分類號：TG519.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621密級：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文光學(xué)自由曲面加工機床靜態(tài)誤差辨識與補償方法研究(學(xué)術(shù)型)碩士研究生：田欣導(dǎo)師：程凱教授申請學(xué)位：
2、工學(xué)碩士學(xué)科：機械制造及其自動化所在單位：機電工程學(xué)院答辯日期：2018年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG519.2U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringANIDENTIFICATIONANDCOMPENSATIONMETHODFORIDENTIFYINGSTATICGEOMETRICERRORSOFTHEOPTICALFREEFORMSURFACESMACHINETOOL(Academic)Candi
3、date：TIANXinSupervisor：Prof.KaiChengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufacturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工
4、業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文摘要隨著科技的發(fā)展與市場的需求，光學(xué)自由曲面的應(yīng)用日益廣泛。然而，光學(xué)自由曲面的加工機床依賴于國外進口，從而導(dǎo)致光學(xué)自由曲面產(chǎn)品的生產(chǎn)成本極高。因此，突破光學(xué)自由曲面加工機床的關(guān)鍵性技術(shù)具有重要的意義。機床作為產(chǎn)品的加工母機，其加工精度直接影響著產(chǎn)品質(zhì)量。為提高光學(xué)自由曲面加工機床的加工精度，本文針對環(huán)形多工位光學(xué)自由曲面加工機床的測量系統(tǒng)以及快刀系統(tǒng)，設(shè)計了一種基于特征樣件的靜態(tài)誤差辨識算法，并提出了快刀系統(tǒng)的誤差補償方案。機床誤差辨識的首要條件是建立適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)模型以描述誤差傳遞
5、關(guān)系。基于機床空間結(jié)構(gòu)，通過多序體陣列描述機床測量系統(tǒng)與快刀系統(tǒng)的拓撲關(guān)系。為深入地描述靜態(tài)誤差的內(nèi)在關(guān)系，分別建立上述兩系統(tǒng)的基準坐標系。進而應(yīng)用多體系統(tǒng)運動學(xué)理論，建立兩系統(tǒng)靜態(tài)誤差的數(shù)學(xué)模型，模型分別包含13項獨立靜態(tài)誤差參數(shù)。為辨識出系統(tǒng)的靜態(tài)誤差，提出基于特征樣件的辨識算法。首先，分別建立測量系統(tǒng)和快刀系統(tǒng)的幾何約束關(guān)系，進而構(gòu)建適用于兩系統(tǒng)的通用性約束方程。其次，基于約束方程提出靜態(tài)誤差的辨識算法，從而設(shè)計出與之相匹配的特征樣件。最后，為驗證誤差辨識算法的可行性和準確性，采用MATLAB模擬
6、系統(tǒng)誤差辨識過程。仿真分析表明該算法所辨識出的13項獨立靜態(tài)誤差的相對偏差優(yōu)于15%。以快刀系統(tǒng)靜態(tài)誤差模型為目標函數(shù)，利用所辨識出的靜態(tài)誤差參數(shù)，獲得機床運動軸的最優(yōu)運動軌跡，從而實現(xiàn)快刀加工系統(tǒng)的補償。仿真結(jié)果顯示數(shù)值迭代過程收斂。為驗證靜態(tài)誤差補償算法的可行性，通過標準平面的標定和鏡片的加工分別對測量系統(tǒng)和快刀系統(tǒng)進行初步實驗研究。采用測量系統(tǒng)對標準平面進行檢測，進而反推出標準平面的采樣點坐標，通過采樣點測量位置與實際位置的對比來評估測量系統(tǒng)的測量精度，實驗結(jié)果表明補償后測量系統(tǒng)的測量精度優(yōu)于2μ
7、m。采用未補償和補償后的快刀系統(tǒng)分別對鏡片進行加工，誤差補償顯著地提高了鏡片的加工質(zhì)量。總之，上述初步實驗研究表明本文所提出的靜態(tài)誤差辨識算法和補償算法是可行有效的。關(guān)鍵詞：光學(xué)自由曲面加工機床；誤差辨識；誤差模型；特征樣件；誤差補償I哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTWiththedevelopmentoftechnologyandthedemandofthemarket,theapplicationoftheopticalfreeformsurfacehasbecomeincreasin
8、glywidespread.However,thedomesticopticalfreeformsurfacemachinetoolisdependentonimportscurrently,whichmakesthecostoftheopticalfreeformsurfaceproductsextremelyhigh.Therefore,itisofgreatsignificancetobreakthroughthekeytechnol
