基于兩軸快刀伺服平臺(tái)的微結(jié)構(gòu)表面加工控制與誤差分析.pdf

1、微結(jié)構(gòu)表面是指面形精度達(dá)到亞微米級(jí)且具有特定功能的微小表面，其主要的特征在于結(jié)構(gòu)的功能性，如微結(jié)構(gòu)表面光學(xué)元件的表面結(jié)構(gòu)決定了對(duì)光線的反射、折射或衍射性能，便于優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)，減輕重量，縮小體積，因此在國(guó)防科技領(lǐng)域和民用工業(yè)領(lǐng)域都體現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值和廣闊應(yīng)用前景。近年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)微結(jié)構(gòu)表面制造技術(shù)的研究不斷深入，其中基于快刀伺服(FTS)的超精密車削技術(shù)以其高頻響、高定位精度和高加工精度等特點(diǎn)，逐漸成為微結(jié)構(gòu)表面車削加工的主流技術(shù)之一。

2、目前快刀伺服加工主要的研究方向是通過提高快刀伺服加工機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度來提高微結(jié)構(gòu)表面加工精度，但是該方法對(duì)設(shè)備要求高、成本大，在現(xiàn)有制造技術(shù)水平條件下，基于機(jī)床特性的誤差補(bǔ)償方式對(duì)提高微結(jié)構(gòu)表面加工精度更加可行且具有實(shí)際意義。因此，本文研究了基于兩軸快刀伺服平臺(tái)的微結(jié)構(gòu)表面加工控制與誤差補(bǔ)償，主要內(nèi)容如下:
　　1、快刀伺服平臺(tái)的搭建:完成對(duì)快刀伺服刀架的設(shè)計(jì)，機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)加工平臺(tái)進(jìn)行性能測(cè)試并加以優(yōu)化，同時(shí)開發(fā)

3、了集加工路徑規(guī)劃和加工控制于一體的典型微結(jié)構(gòu)表面加工軟件;
　　2、微結(jié)構(gòu)面型加工路徑規(guī)劃:完成對(duì)透鏡陣列、菲涅爾透鏡以及正弦網(wǎng)格三種典型微結(jié)構(gòu)的面型計(jì)算以及加工路徑規(guī)劃;
　　3、微結(jié)構(gòu)面型加工實(shí)驗(yàn):完成對(duì)透鏡陣列、菲涅爾透鏡和正弦網(wǎng)格三種典型微結(jié)構(gòu)面型的實(shí)驗(yàn)加工，從而驗(yàn)證了本文所研究的典型微結(jié)構(gòu)面型加工路徑規(guī)劃的正確性，并初步分析了快刀伺服平臺(tái)所存在的誤差;
　　4、機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償:分別從理論上和實(shí)驗(yàn)上完成了對(duì)快