微靶高精度装配系统设计与误差分析
发布时间：2021-03-25 17:58
微小型结构件具有几何尺寸小、结构刚度小、易损坏的特点,面向微小型结构件的精密对位装配系统是目前国际上研究的一个热点。本文在课题组提出的同轴对位检测原理基础上,以激光惯性约束聚变（Inertial Confinement Fusion,简称ICF）靶组件的核心零件作为装配对象,研究了一套精密微装配系统。为方便对高精度对位装配系统做误差补偿、硬件选型和精度验证等,本文建立了多自由度精密运动平台的误差传递模型,并测量了导轨运动精度,从而分析运动误差在装配对象的敏感方向上的敏感度,进而评估系统的装配精度。论文的主要研究内容如下:（1）介绍了本课题的研究背景及研究意义,详细阐述了国内外微装配技术和误差分析方法的研究现状,对国际上面向ICF靶组件的装配系统的研究进展做了描述与分析。确定了面向靶球与诊断环组件的微装配系统研究的关键技术和误差建模方法,并介绍了本文主要研究内容。（2）研究并设计了面向靶球与诊断环组件的精密对位装配系统。首先,介绍了装配对象——靶球、诊断环和填充管的零件特征和装配精度指标要求;其次针对装配对象的结构和尺寸特征,设计了复杂三维微器件的真空吸附型微夹持器,同时从理论上详细计算...
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 微装配系统国内外研究现状
1.2.2 面向ICF靶组件的装配系统研究现状
1.2.3 误差建模与分析国内外研究现状
1.3 论文主要内容简介
第2章 面向靶球与诊断环组件的装配系统总体方案
2.1 微装配系统概述
2.1.1 微装配系统的装配对象
2.1.2 微装配系统整体方案及功能
2.1.3 正交双轴系空间定位子系统
2.2 靶球与诊断环组件的夹持技术
2.2.1 靶球与诊断环、填充管的夹持方案
2.2.2 靶球吸附头参数设计
2.2.3 靶球吸附头的可靠性分析
2.3 靶球与诊断环组件的装配工艺
2.4 微装配系统的控制方案
2.5 本章小结
第3章 基于高精度对位检测仪的误差建模与分析
3.1 高精度对位检测仪概述
3.1.1 高精度对位检测仪的结构功能
3.1.2 高精度对位检测仪的装配流程
3.2 基于CCD相机对位系统的几何误差建模方法
3.2.1 齐次坐标变换理论
3.2.2 多体系统理论
3.2.3 线性轴间的垂直度误差建模
3.2.4 综合误差建模过程
3.3 基于CCD相机对位系统的几何误差计算
3.3.1 运动轴的几何误差参数
3.3.2 基于CCD相机对位系统的运动误差计算
3.4 本章小结
第4章 高精度对位检测仪的精度评估
4.1 高精度对位检测仪的敏感自由度分析
4.2 精密运动平台误差建模与分析
4.2.1 运动平台综合误差建模
4.2.2 精密运动平台几何误差参数分析
4.2.3 典型误差测量方案及结果
4.3 误差敏感度分析
4.3.1 Sobol法原理
4.3.2 多自由度精密运动平台误差灵敏度分析
4.4 高精度对位检测仪的精度评估
4.4.1 基于宏微结合的二维误差补偿方法
4.4.2 高精度对位检测仪的系统精度分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文主要研究工作总结
5.2 本文的创新点
5.3 建议与展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]宏微结合的多机械手微装配机器人系统[J]. 李海鹏,邢登鹏,张正涛,徐德,张大朋. 机器人. 2015(01)
[2]基于概率的4自由度UPU并联机构误差敏感性分析[J]. 郭盛,王乃玥,方跃法,李霄霄. 高技术通讯. 2012 (06)
[3]平面光波导精密对准平台运动误差的敏感性分析[J]. 唐皓,段吉安,郑煜,祝孟鹏. 中国机械工程. 2012(08)
[4]微装配机器人系统研究与实现[J]. 黄心汉. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(S2)
[5]多自由度误差同时测量中的滚转角测量方法[J]. 曹睿,张斌,冯其波,方恒楚,由凤玲. 光学学报. 2008(12)
[6]一种新型并联机构位姿误差建模及灵敏度分析[J]. 杨强,孙志礼,闫明,周鹏. 中国机械工程. 2008(14)
[7]基于多体系统理论的五轴机床综合误差建模技术[J]. 王秀山,杨建国,闫嘉钰. 上海交通大学学报. 2008(05)
[8]压气机轮盘疲劳寿命影响参量的灵敏度分析[J]. 钱文学,尹晓伟,何雪浤,谢里阳. 东北大学学报. 2006(06)
[9]基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析[J]. 刘启东,徐春广. 组合机床与自动化加工技术. 2005(05)
[10]MEMS微装配机器人系统的研究[J]. 谢晖,孙立宁,荣伟彬,陈立国. 机械与电子. 2005(03)
博士论文
[1]高精度微小型车铣复合加工机床误差建模与补偿研究[D]. 邓勇军.北京理工大学 2015
[2]微器件高精度装配精确对准关键技术研究[D]. 唐永龙.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]面向ICF零件的柔性夹持技术与装配力研究[D]. 邵超.北京理工大学 2015
[2]微型靶关键器件装配系统的研究[D]. 邢济尧.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3100070
【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 国内外研究现状分析
1.2.1 微装配系统国内外研究现状
1.2.2 面向ICF靶组件的装配系统研究现状
1.2.3 误差建模与分析国内外研究现状
1.3 论文主要内容简介
第2章 面向靶球与诊断环组件的装配系统总体方案
2.1 微装配系统概述
2.1.1 微装配系统的装配对象
2.1.2 微装配系统整体方案及功能
2.1.3 正交双轴系空间定位子系统
2.2 靶球与诊断环组件的夹持技术
2.2.1 靶球与诊断环、填充管的夹持方案
2.2.2 靶球吸附头参数设计
2.2.3 靶球吸附头的可靠性分析
2.3 靶球与诊断环组件的装配工艺
2.4 微装配系统的控制方案
2.5 本章小结
第3章 基于高精度对位检测仪的误差建模与分析
3.1 高精度对位检测仪概述
3.1.1 高精度对位检测仪的结构功能
3.1.2 高精度对位检测仪的装配流程
3.2 基于CCD相机对位系统的几何误差建模方法
3.2.1 齐次坐标变换理论
3.2.2 多体系统理论
3.2.3 线性轴间的垂直度误差建模
3.2.4 综合误差建模过程
3.3 基于CCD相机对位系统的几何误差计算
3.3.1 运动轴的几何误差参数
3.3.2 基于CCD相机对位系统的运动误差计算
3.4 本章小结
第4章 高精度对位检测仪的精度评估
4.1 高精度对位检测仪的敏感自由度分析
4.2 精密运动平台误差建模与分析
4.2.1 运动平台综合误差建模
4.2.2 精密运动平台几何误差参数分析
4.2.3 典型误差测量方案及结果
4.3 误差敏感度分析
4.3.1 Sobol法原理
4.3.2 多自由度精密运动平台误差灵敏度分析
4.4 高精度对位检测仪的精度评估
4.4.1 基于宏微结合的二维误差补偿方法
4.4.2 高精度对位检测仪的系统精度分析
4.5 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 本文主要研究工作总结
5.2 本文的创新点
5.3 建议与展望
参考文献
附录
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]宏微结合的多机械手微装配机器人系统[J]. 李海鹏,邢登鹏,张正涛,徐德,张大朋. 机器人. 2015(01)
[2]基于概率的4自由度UPU并联机构误差敏感性分析[J]. 郭盛,王乃玥,方跃法,李霄霄. 高技术通讯. 2012 (06)
[3]平面光波导精密对准平台运动误差的敏感性分析[J]. 唐皓,段吉安,郑煜,祝孟鹏. 中国机械工程. 2012(08)
[4]微装配机器人系统研究与实现[J]. 黄心汉. 华中科技大学学报(自然科学版). 2011(S2)
[5]多自由度误差同时测量中的滚转角测量方法[J]. 曹睿,张斌,冯其波,方恒楚,由凤玲. 光学学报. 2008(12)
[6]一种新型并联机构位姿误差建模及灵敏度分析[J]. 杨强,孙志礼,闫明,周鹏. 中国机械工程. 2008(14)
[7]基于多体系统理论的五轴机床综合误差建模技术[J]. 王秀山,杨建国,闫嘉钰. 上海交通大学学报. 2008(05)
[8]压气机轮盘疲劳寿命影响参量的灵敏度分析[J]. 钱文学,尹晓伟,何雪浤,谢里阳. 东北大学学报. 2006(06)
[9]基于多体系统理论的车铣中心空间误差模型分析[J]. 刘启东,徐春广. 组合机床与自动化加工技术. 2005(05)
[10]MEMS微装配机器人系统的研究[J]. 谢晖,孙立宁,荣伟彬,陈立国. 机械与电子. 2005(03)
博士论文
[1]高精度微小型车铣复合加工机床误差建模与补偿研究[D]. 邓勇军.北京理工大学 2015
[2]微器件高精度装配精确对准关键技术研究[D]. 唐永龙.北京理工大学 2014
硕士论文
[1]面向ICF零件的柔性夹持技术与装配力研究[D]. 邵超.北京理工大学 2015
[2]微型靶关键器件装配系统的研究[D]. 邢济尧.哈尔滨工业大学 2012
本文编号：3100070
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