微V槽超精密機(jī)床幾何誤差建模及補(bǔ)償算法的研究.pdf

1、光電子、微電子器件中廣泛應(yīng)用微V槽陣列結(jié)構(gòu)，如光纖連接器、波分復(fù)用器、LCD背光板等。這些元器件一般需采用專用超精密機(jī)床加工，使其達(dá)到亞微米級(jí)尺寸加工精度和納米級(jí)表面粗糙度，以滿足光學(xué)級(jí)功能要求?；谧灾餮邪l(fā)的微V槽超精密機(jī)床，本文圍繞著通過(guò)幾何誤差補(bǔ)償來(lái)提高其加工精度這個(gè)主題，全面分析機(jī)床的結(jié)構(gòu)和其加工工藝特征，對(duì)機(jī)床垂直度誤差模型、幾何誤差測(cè)量與辨識(shí)方法、單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)副誤差多項(xiàng)式擬合函數(shù)的優(yōu)化、幾何誤差建模及補(bǔ)償算法等幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題開展深

2、入的理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　精密的誤差模型是實(shí)現(xiàn)誤差精密補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。本文比較分析傳統(tǒng)基于小角度誤差假設(shè)的垂直度誤差變換矩陣的不足，推導(dǎo)出改進(jìn)后的垂直度誤差模型，基于現(xiàn)有的誤差測(cè)量與辨識(shí)方法，對(duì)垂直度誤差變換矩陣改進(jìn)中涉及的垂直度誤差角實(shí)施精算;針對(duì)微V槽超精密機(jī)床XFYZ型結(jié)構(gòu)特征，基于多體系統(tǒng)理論和前述的垂直度誤差改進(jìn)模型，建立精密的幾何誤差模型;對(duì)比垂直度誤差精算前后的幾何誤差模型以檢測(cè)垂直度誤差變換矩陣改進(jìn)的效果。
　　

3、數(shù)控機(jī)床幾何誤差的測(cè)量與辨識(shí)是一項(xiàng)復(fù)雜且費(fèi)時(shí)的工作。如何快速精密地辨識(shí)出各單項(xiàng)幾何誤差一直是幾何誤差補(bǔ)償研究的重要課題。本文在分析目前常用的9線幾何誤差辨識(shí)法的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)高精度的測(cè)量效率更快的6線幾何誤差辨識(shí)法，并用實(shí)驗(yàn)檢測(cè)該方法的可靠性。
　　為便于幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)的實(shí)施就需要確定機(jī)床軸系運(yùn)動(dòng)到空間某坐標(biāo)處各單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)副誤差的具體值，這就要求將各單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)副誤差擬合成關(guān)于機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的函數(shù)。本文詳細(xì)分析多項(xiàng)式擬合法的優(yōu)點(diǎn)和不足，并