基于自主气体轴承的大型光电精密仪器回转基准技术的研究

提出一种用于大型光电精密仪器的自主控制静压气体轴承方案。按气体轴承刚度最大准则优化了固有节流轴承参数。给出了进气、排气、进气-排气三种主动节流方式下的承载能力特性。计算结果表明,轴承参数优化是合理的,能为自主控制轴承实现无穷刚度提供良好的负载范围。三种主动节流方式也为自主控制气体轴承提供了多样性选择。

基于回转基准面的椭圆振动辅助切削微织构过程仿真研究

仿生研究表明,具有凹坑、沟槽等微结构的表面具有减阻、自清洁等优异性能,微结构表面在航空航天、船舶、光学等领域有广泛的应用,对于节省能源、减阻降噪、降低污染和提升产品性能等具有重要的意义。为了有效预测椭圆振动辅助切削加工微织构的效果,依据椭圆振动装置的共振频率和回转类基准面的转动速率,给出了一种椭圆振动辅助切削微织构的轨迹规划方法,通过对周期振动载荷进行傅里叶级数的转化,在刀具有限元模型上加载了椭圆振动载荷,建立了基于回转面的椭圆振动辅助切削微织构的有限元仿真模型。基于建立的有限元仿真模型,对不同振动参数下的椭圆振动辅助切削微织构加工过程中的瞬时Mises应力分布和切削力进行分析,验证了微织构加工轨迹的正确性,为进一步的微织构加工提供了参考。

回转面测量平台系统设计

针对目前回转面形被测件形位参数测量的不足,提出并设计了一种新的测量系统。该测量系统集高精度的光学测量方法、无磨擦的气浮回转工作台、精密二维工作台及可编程控制的电控方法于一体,可用于对航天惯性器件等回转形被测件的形位参数进行高精度的测量。最终的实验特性分析表明本测量系统的可行性。

基于激光干涉仪的A/C轴双摆角铣头定位误差检测与辨识

A/C轴双摆角铣头是中、大规格五轴联动加工中心的关键功能部件。分析了A/C轴双摆角铣头的误差构成,包括两个定位误差、三个尺寸误差与三个角度误差,分析了三个尺寸误差与三个角度误差的检测手段与补偿方法,针对两个定位误差采用Renishaw激光干涉仪并配以RX10回转基准分度器的方法进行检测,介绍了Renishaw回转轴测量系统的工作原理,并详细说明了利用该系统进行A轴与C轴定位误差检测的方法。

自主气体轴承控制系统分析及实验研究

提出1种采用音圈电机作为可控节流器的自主电控式气体轴承新方案,可以有效提高大型光电精密仪器回转基准的精度,在实时测量回转基准径向运动误差的同时,通过主动节流器自主调节气场分布而产生控制力和调节轴承的偏移位置,达到减小径向运动量和提高回转精度的目的,同时分析了整个系统数学模型,设计了控制补偿器.采用自主控制方案后,轴承回转精度从控制前的0.3μm提高到约0.08μm.结果表明,该轴承系统具有良好动态品质和较高回转精度,能够广泛用于航空航天高精密惯导测试设备中.

超精密仪器工程关键技术研究若干进展

介绍超精密仪器工程研究中的几个最近研究进展:二维和三维微小内尺度精密和超精密测量技术、超精密三维轮廓与坐标测量技术、无基准三维轮廓测量技术、超精密回转基准和直线基准技术、大输出力、高稳定性超微驱动技术等。这些问题代表了目前超精密仪器工程研究的发展趋势,优先发展仪器单元技术和解决关键技术是促使仪器工程精度水平迅速提高的关键。