超精密氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)誤差分析及補(bǔ)償研究.pdf

1、超精密加工機(jī)床是一種用來加工高附加值產(chǎn)品及零部件的設(shè)備。作為超精密加工機(jī)床的核心部件，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)性能的優(yōu)劣決定了機(jī)床的可靠性和精度，是提高所加工零部件精度的基礎(chǔ)。在眾多高新技術(shù)領(lǐng)域中，許多高附加值的產(chǎn)品及零部件都具有非常復(fù)雜的幾何形面和納米級(jí)精度，因此對(duì)納米級(jí)加工精度的要求不斷提高，相應(yīng)地需要精度更高的氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)。然而，氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)位置精度的提高卻受到以軸系誤差和齒槽波動(dòng)為主的影響，而所述誤差的減小又受到工藝水平條件的限制。因此，構(gòu)建軟件補(bǔ)

2、償系統(tǒng)是必要的，這種方法不僅能夠減弱或消除誤差影響，而且響應(yīng)迅速、易于轉(zhuǎn)臺(tái)系統(tǒng)的集成，對(duì)研制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且性能優(yōu)良的氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)具有重要意義。
　　本文針對(duì)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)精度問題，分析了影響氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)位置精度的主要因素：氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)軸系誤差、力矩電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩。常見的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)軸系誤差包括偏移誤差和傾斜誤差，本文得出了偏移誤差對(duì)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡和位置精度的影響規(guī)律以及傾斜誤差對(duì)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)軌跡和測(cè)量面圓度的影響規(guī)律。分析了軸系誤差對(duì)圓光柵測(cè)角系統(tǒng)

3、造成的影響，圓光柵尺偏心會(huì)引起莫爾條紋明暗變換的次數(shù)發(fā)生周期性變化；圓光柵尺傾斜不僅會(huì)改變明暗莫爾條紋的間距，而且將導(dǎo)致莫爾條紋的明暗變換次數(shù)發(fā)生變化。針對(duì)氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)力矩電機(jī)，通過Maxwell2D模型仿真得到了齒槽轉(zhuǎn)矩曲線，與實(shí)測(cè)曲線一致；優(yōu)化了極弧系數(shù)和槽口寬度以達(dá)到削弱力矩電機(jī)齒槽轉(zhuǎn)矩的目的，并通過仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)方法的有效性。為了分析誤差對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的影響，首先搭建了以主軸回轉(zhuǎn)分析儀為主的測(cè)試系統(tǒng)，對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)的實(shí)時(shí)位置精度進(jìn)行了測(cè)試。測(cè)試數(shù)