共面导轨三维轮廓测量仪关键技术研究

发布时间：2023-04-20 19:16

　　精密测量技术是现代机械行业不可分割的一部分,在精密设计、加工及制造等方面都发挥着十分重要的指导作用,对产品的各项性能以及使用寿命等参数的验证非常重要,所以许多国家都致力于精密测量技术的研究,精密测量设备及技术被各个国家视为优先发展的研究项目。随着自控技术、计算机技术以及激光技术等在精密测量领域里的不断推广使用,精密测量的自动化程度和测量精度不断提高。以坐标式轮廓仪为代表的测量系统精度主要受传感器、导轨、驱动、运动轴间位置关系和环境条件等的影响,研究其影响规律,提高各部分的精度,将有利于提高测量系统的精度。本文提出一种基于共面导轨的三维轮廓测量仪拓扑结构,期望简化三轴坐标式轮廓仪的加工与装调;设计了测量系统并按照系统精度的要求选定了关键部件;深入研究了传动与导轨的性能参数对三维轮廓仪测量精度的影响。论文的研究工作主要有以下几个部分:1、以共面导轨结构为基础,将精密传动技术与开式气浮结构应用于共面导轨三维轮廓仪,对三维轮廓测量仪系统进行了设计。2、开展了开式气浮承载、共面导轨的理论研究,确定了开式气浮承载的结构,并对气浮块的承载与刚度进行了分析,绘制了气膜的承载曲线与刚度曲线,得到气浮块的...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源与研究背景
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景与意义
    1.2 国内外发展现状概述
        1.2.1 传统三维轮廓测量设备
        1.2.2 新型轮廓测量设备发展现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 开式气浮承载共面导轨三维轮廓仪的设计
    2.1 三维轮廓仪总体结构设计
    2.2 开式气浮承载基本原理与结构设计
        2.2.1 基本结构原理
        2.2.2 气浮匀化作用分析
        2.2.3 计算模型
        2.2.4 结构优化设计
    2.3 共面导轨理论与结构设计
        2.3.1 阿贝误差分析
        2.3.2 导轨支撑设计与优化
        2.3.3 导轨材料选型
    2.4 主要零部件选型与设计
        2.4.1 测头系统设计选型
        2.4.2 驱动选型
        2.4.3 Z轴结构设计
        2.4.4 Z轴调节装置选型设计
    2.5 本章小结
第三章 传动优化设计及性能测试
    3.1 磁力传动结构设计与优化仿真
        3.1.1 永磁磁力计算理论
        3.1.2 传动结构设计与优化
        3.1.3 磁力仿真计算
    3.2 直线轴承传动设计
    3.3 钢丝绳传动设计
    3.4 直线度测量实验
        3.4.1 轮廓仪测量平台组装调试
        3.4.2 直线度误差评定方法
        3.4.3 无内部传动及无气体润滑条件下直线度测量
        3.4.4 磁力传动X轴与Y轴直线度测量
        3.4.5 直线轴承传动X轴与Y轴直线度测试
        3.4.6 钢丝绳传动X轴与Y轴直线度测试
    3.5 本章小结
第四章 平面度测量与误差分析
    4.1 平面度测量实验
        4.1.1 测量运动控制软件简介
        4.1.2磁力传动平面度测量实验
        4.1.3 直线轴承传动面形重复性测量
        4.1.4 直线轴承传动平面度测量
    4.2 误差来源分析
        4.2.1 色散共焦位移传感器稳定性误差
        4.2.2 制造与装配误差
        4.2.3 热变形误差
        4.2.4 运动误差
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：3795123