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三轴超精密车床几何误差敏感性分析及在位补偿技术研究
Sensitivity Analysis of Geometric Error and Research of On-Machine Error Compensation for Three-Axis Ultra Precision Turning Machine Tool
摘 要
Abstract
第 1 章 绪 论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2.1 超精密加工机床的发展现状
1.2.2 几何误差建模及测量技术的研究现状
1.2.3 几何误差敏感性分析的研究现状
1.2.4 面形误差在位测量及在位补偿技术的研究现状
1.3 现有研究现状的分析
1.4 本文的主要研究内容
第 2 章 三轴超精密车床几何误差建模及误差测量
2.1 引言
2.2.1 三轴超精密车床的系统组成与精度保证
2.2.2 三轴超精密车床的拓扑结构
2.2.3 三轴超精密车床各轴系的几何误差分析及建模
2.2.4 三轴超精密车床的空间几何误差模型
2.3 三轴超精密车床几何误差的测量
2.3.1 直线轴系几何误差的测量
2.3.2 回转轴系几何误差的测量
2.3.3 轴系间垂直度误差的测量
2.4 三轴超精密车床几何误差的测量结果分析
2.5 本章小结
第 3 章 三轴超精密车床的几何误差敏感性分析
3.1 引言
3.2.1 几何误差敏感性分析方法的选择
3.2.2 三轴超精密车床的几何误差范围
3.2.3 Sobol方法在三轴超精密车床几何误差模型中的应用
3.2.4 Monte Carlo估算
3.3 三轴超精密车床加工空间内的几何误差敏感性分析
3.3.1 X方向误差分量的敏感性系数
3.3.2 Y方向误差分量的敏感性系数
3.3.3 Z方向误差分量的敏感性系数
3.3.4 空间误差模型的敏感性系数
3.4 针对典型工件轮廓的几何误差敏感性分析
3.5 几何误差敏感性分析结果讨论
3.6 本章小结
第 4 章 基于白光共焦技术的在位测量及补偿系统
4.1 引言
4.2 在位测量及在位补偿系统的研制
4.2.1 在位测量系统的研制
4.2.2 在位测量系统的软件设计与开发
4.2.3 在位补偿系统的软件设计与开发
4.3.1 基于双标准球的空间相对位置标定方法
4.3.2 工件轮廓的在位测量方法
4.3.3 三维轮廓表面的重构方法
4.4.1 在位测量系统噪声水平的标定
4.4.2 在位测量系统传感器测量精度的标定
4.4.3 在位测量系统测量精度的标定
4.4.4 测量结果的不确定度分析
4.5 本章小结
第 5 章 面形误差的在位补偿技术研究及实验验证
5.1 引言
5.2 三轴超精密车床重要敏感几何误差项的补偿方法
5.2.1 X轴与C轴垂直度误差βcx的补偿方法
5.2.2 X轴与Z轴垂直度误差βzx的补偿方法
5.2.3 定位误差δxx和δzz的补偿方法
5.2.4 重要敏感几何误差补偿方法的有效性验证
5.3 面形误差的在位补偿方法研究
5.3.1 刀具圆弧半径对面形误差的影响
5.3.2 刀具对刀误差对面形误差的影响
5.3.3 工件面形误差的在位补偿方法
5.4.1 面形误差的在位误差补偿实验
5.4.2 在位补偿实验结果分析及讨论
5.5 本章小结
结 论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限
致 谢
个人简历
