宏/微双驱动微切削定位进给系统的研究
发布时间：2021-02-02 22:30
大行程高精度定位进给系统在振动测试、武器装配、航天航空、IC制造、MEMS制造、精密光学仪器等领域具有广泛的应用。随着精密加工技术的飞速发展,传统单一驱动方式下的行程与精度两大要素的对立关系凸显。宏/微双驱动的定位进给方式有效的解决了大行程、高精度要求的技术难题,同时集合了宏驱动平台快速移动、远距离传送和微驱动平台的精度高、响应快、体积小等优势,为精密、高精密加工制造提供了良好的方案策略,推动着现代科学技术的发展。本文基于国家自然科学基金--骨植入体材料多孔钛合金介观尺度切削机理及微结构加工结构完整性研究（基金号:51305174）的项目背景,并针对国内外目前关于宏/微双驱动定位进给系统的研究现状,提出了一种双层叠加式宏/微二级驱动定位进给系统设计方案。宏动平台采用直线电机驱动和光栅尺测量反馈;微动平台采用PZT压电陶瓷驱动与柔性铰链结构传动定位配合,并采用激光干涉仪进行微动系统的精度检测;微驱动平台叠加在宏驱动平台上,随宏驱动平台进行大行程移动。在控制系统方面,提出了宏动平台部分采用固高运动控制器进行平面二维平台的运动控制,微动平台部分根据HSPY精密可调电源RS232传输标准开发输...
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 宏/微双驱动微切削定位进给系统研究现状
1.2.1 宏驱动定位进给系统研究现状
1.2.2 微驱动定位进给系统研究现状
1.2.3 宏/微双驱动定位进给系统研究现状
1.2.4 宏/微双驱动定位进给系统测量方式研究现状
1.2.5 宏/微双驱动定位进给系统控制技术研究现状
1.3 宏/微双驱动定位进给系统的发展方向
1.4 论文主要研究内容
1.5 论文结构框架
1.6 本章小结
第2章 宏/微双驱动微切削定位进给系统方案设计
2.1 宏/微双驱动定位进给系统的总体设计
2.2 微驱动定位进给系统的方案设计
2.2.1 微驱动系统的布置方案
2.2.2 压电陶瓷的种类和特性分析
2.2.3 柔性铰链的种类和特性分析
2.3 宏驱动定位进给系统的方案设计
2.3.1 宏驱动系统的布置方案
2.3.2 直线电机的选型
2.4 宏/微双驱动定位进给系统的控制方式
2.5 宏/微双驱动定位进给系统的测量方式
2.6 本章小结
第3章 微驱动定位进给系统结构设计研究
3.1 微动平台的结构拓扑优化设计
3.2 柔性铰链结构拓扑优化设计
3.3 微驱动定位进给平台位移输出结构设计
3.4 微驱动定位进给系统有限元仿真分析
3.4.1 模型建立
3.4.2 静态特性及应力分析
3.4.3 模态分析
3.5 微驱动系统输入和输出性能分析
3.6 本章小结
第4章 宏/微双驱动定位进给系统精度检测与补偿
4.1 宏/微双驱动定位进给系统样机搭建
4.2 宏动平台的定位精度测量
4.2.1 宏动平台X轴定位精度测量
4.2.2 宏动平台Y轴定位精度测量
4.3 宏/微双驱动定位进给系统精度检测
4.4 宏/微双驱动定位进给系统误差分析与补偿
4.4.1 误差来源分析
4.4.2 误差补偿方法
4.4.3 误差补偿模型建立
4.4.4 BP神经网络误差补偿模型仿真
4.5 本章小结
第5章 宏/微双驱动定位进给系统的动态建模与实验分析
5.1 宏/微双驱动定位进给系统的动力学模型
5.2 微驱动定位进给系统模态实验
5.3 宏/微双驱动定位进给系统精度评定
5.3.1 宏/微双驱动定位进给系统X轴精度评定
5.3.2 宏/微双驱动定位进给系统Y轴精度评定
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
附录
附录1 宏/微双驱动协调控制程序
附录2 宏/微双驱动定位进给系统定位误差数据
攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传BP神经网络的核桃破裂功预测模型[J]. 张宏,马岩,李勇,张锐利,张学军,张锐. 农业工程学报. 2014(18)
[2]基于变密度法的周期性拓扑优化[J]. 焦洪宇,周奇才,李文军,李英. 机械工程学报. 2013(13)
[3]大行程转动柔性铰链性能测试及实验[J]. 裴旭,李远玥,侯振兴. 光学精密工程. 2013(04)
[4]数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿[J]. 王维,杨建国,姚晓栋,范开国,李自汉. 机械工程学报. 2012(07)
[5]大行程纳米级共平面二维精密工作台的研究[J]. 王淑珍,常素萍,谢铁邦. 机械科学与技术. 2010(08)
[6]超精密加工领域科学技术发展研究[J]. 袁巨龙,张飞虎,戴一帆,康仁科,杨辉,吕冰海. 机械工程学报. 2010(15)
[7]基于ANSYS的齿轮装配体模态分析[J]. 杨伟,马星国,尤小梅. 沈阳理工大学学报. 2008(04)
[8]超精密加工现状综述[J]. 袁巨龙,王志伟,文东辉,吕冰海,戴勇. 机械工程学报. 2007(01)
[9]一种纳米级二维微定位工作台的设计与分析[J]. 孙立宁,马立,荣伟彬,高燕. 光学精密工程. 2006(03)
[10]纳米级大尺度超精密线位移测量方法的研究[J]. 赵惠英,蒋庄德,田世杰. 计量学报. 2004(03)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]大行程高精度微进给系统的研究[D]. 姜文锐.哈尔滨工业大学 2009
[3]宏/微两级驱动的大行程高精度二维定位平台基础技术研究[D]. 李欣欣.浙江大学 2008
[4]宏/微驱动高速高精度定位系统的研究[D]. 节德刚.哈尔滨工业大学 2006
[5]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
[6]大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D]. 熊木地.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]高速高精度宏微双驱动运动平台结构优化设计[D]. 刘升.广东工业大学 2015
[2]面向纳米定位的跨尺度二维工作台关键控制技术研究[D]. 袁钰.合肥工业大学 2015
[3]机床误差的动态分析方法及其控制技术研究[D]. 翟江涛.重庆理工大学 2015
[4]基于音圈电机的宏/微平台控制系统开发[D]. 周维波.广东工业大学 2014
[5]夹持半径可调式仿生压电旋转驱动器的设计分析与试验研究[D]. 傅璐.吉林大学 2013
[6]基于压电材料的车身梁结构振动控制研究[D]. 王大学.吉林大学 2012
[7]宏微双驱动高精度二维运动平台的实现[D]. 方菲.浙江大学 2012
[8]大行程宏微驱动超精密进给系统的设计与研究[D]. 武宏璋.西安理工大学 2009
[9]基于Optistruct拓扑优化的应用研究[D]. 苏胜伟.哈尔滨工程大学 2008
[10]高精度微定位器结构与控制研究[D]. 熊本炎.西北工业大学 2005
本文编号：3015473
【文章来源】：江苏科技大学江苏省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景与意义
1.2 宏/微双驱动微切削定位进给系统研究现状
1.2.1 宏驱动定位进给系统研究现状
1.2.2 微驱动定位进给系统研究现状
1.2.3 宏/微双驱动定位进给系统研究现状
1.2.4 宏/微双驱动定位进给系统测量方式研究现状
1.2.5 宏/微双驱动定位进给系统控制技术研究现状
1.3 宏/微双驱动定位进给系统的发展方向
1.4 论文主要研究内容
1.5 论文结构框架
1.6 本章小结
第2章 宏/微双驱动微切削定位进给系统方案设计
2.1 宏/微双驱动定位进给系统的总体设计
2.2 微驱动定位进给系统的方案设计
2.2.1 微驱动系统的布置方案
2.2.2 压电陶瓷的种类和特性分析
2.2.3 柔性铰链的种类和特性分析
2.3 宏驱动定位进给系统的方案设计
2.3.1 宏驱动系统的布置方案
2.3.2 直线电机的选型
2.4 宏/微双驱动定位进给系统的控制方式
2.5 宏/微双驱动定位进给系统的测量方式
2.6 本章小结
第3章 微驱动定位进给系统结构设计研究
3.1 微动平台的结构拓扑优化设计
3.2 柔性铰链结构拓扑优化设计
3.3 微驱动定位进给平台位移输出结构设计
3.4 微驱动定位进给系统有限元仿真分析
3.4.1 模型建立
3.4.2 静态特性及应力分析
3.4.3 模态分析
3.5 微驱动系统输入和输出性能分析
3.6 本章小结
第4章 宏/微双驱动定位进给系统精度检测与补偿
4.1 宏/微双驱动定位进给系统样机搭建
4.2 宏动平台的定位精度测量
4.2.1 宏动平台X轴定位精度测量
4.2.2 宏动平台Y轴定位精度测量
4.3 宏/微双驱动定位进给系统精度检测
4.4 宏/微双驱动定位进给系统误差分析与补偿
4.4.1 误差来源分析
4.4.2 误差补偿方法
4.4.3 误差补偿模型建立
4.4.4 BP神经网络误差补偿模型仿真
4.5 本章小结
第5章 宏/微双驱动定位进给系统的动态建模与实验分析
5.1 宏/微双驱动定位进给系统的动力学模型
5.2 微驱动定位进给系统模态实验
5.3 宏/微双驱动定位进给系统精度评定
5.3.1 宏/微双驱动定位进给系统X轴精度评定
5.3.2 宏/微双驱动定位进给系统Y轴精度评定
5.4 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
附录
附录1 宏/微双驱动协调控制程序
附录2 宏/微双驱动定位进给系统定位误差数据
攻读硕士学位期间发表的学术论文和研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于遗传BP神经网络的核桃破裂功预测模型[J]. 张宏,马岩,李勇,张锐利,张学军,张锐. 农业工程学报. 2014(18)
[2]基于变密度法的周期性拓扑优化[J]. 焦洪宇,周奇才,李文军,李英. 机械工程学报. 2013(13)
[3]大行程转动柔性铰链性能测试及实验[J]. 裴旭,李远玥,侯振兴. 光学精密工程. 2013(04)
[4]数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿[J]. 王维,杨建国,姚晓栋,范开国,李自汉. 机械工程学报. 2012(07)
[5]大行程纳米级共平面二维精密工作台的研究[J]. 王淑珍,常素萍,谢铁邦. 机械科学与技术. 2010(08)
[6]超精密加工领域科学技术发展研究[J]. 袁巨龙,张飞虎,戴一帆,康仁科,杨辉,吕冰海. 机械工程学报. 2010(15)
[7]基于ANSYS的齿轮装配体模态分析[J]. 杨伟,马星国,尤小梅. 沈阳理工大学学报. 2008(04)
[8]超精密加工现状综述[J]. 袁巨龙,王志伟,文东辉,吕冰海,戴勇. 机械工程学报. 2007(01)
[9]一种纳米级二维微定位工作台的设计与分析[J]. 孙立宁,马立,荣伟彬,高燕. 光学精密工程. 2006(03)
[10]纳米级大尺度超精密线位移测量方法的研究[J]. 赵惠英,蒋庄德,田世杰. 计量学报. 2004(03)
博士论文
[1]现代直线电机关键控制技术及其应用研究[D]. 王利.浙江大学 2012
[2]大行程高精度微进给系统的研究[D]. 姜文锐.哈尔滨工业大学 2009
[3]宏/微两级驱动的大行程高精度二维定位平台基础技术研究[D]. 李欣欣.浙江大学 2008
[4]宏/微驱动高速高精度定位系统的研究[D]. 节德刚.哈尔滨工业大学 2006
[5]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
[6]大行程亚微米精度激光直写设备定位技术的研究[D]. 熊木地.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2000
硕士论文
[1]高速高精度宏微双驱动运动平台结构优化设计[D]. 刘升.广东工业大学 2015
[2]面向纳米定位的跨尺度二维工作台关键控制技术研究[D]. 袁钰.合肥工业大学 2015
[3]机床误差的动态分析方法及其控制技术研究[D]. 翟江涛.重庆理工大学 2015
[4]基于音圈电机的宏/微平台控制系统开发[D]. 周维波.广东工业大学 2014
[5]夹持半径可调式仿生压电旋转驱动器的设计分析与试验研究[D]. 傅璐.吉林大学 2013
[6]基于压电材料的车身梁结构振动控制研究[D]. 王大学.吉林大学 2012
[7]宏微双驱动高精度二维运动平台的实现[D]. 方菲.浙江大学 2012
[8]大行程宏微驱动超精密进给系统的设计与研究[D]. 武宏璋.西安理工大学 2009
[9]基于Optistruct拓扑优化的应用研究[D]. 苏胜伟.哈尔滨工程大学 2008
[10]高精度微定位器结构与控制研究[D]. 熊本炎.西北工业大学 2005
本文编号：3015473
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