超精密氣浮轉(zhuǎn)臺誤差分析及補償研究.pdf

1、超精密加工機床是一種用來加工高附加值產(chǎn)品及零部件的設(shè)備。作為超精密加工機床的核心部件，氣浮轉(zhuǎn)臺性能的優(yōu)劣決定了機床的可靠性和精度，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雜的幾何形面和納米級精度，因此對納米級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)臺系統(tǒng)。然而，氣浮轉(zhuǎn)臺位置精度的提高卻受到以軸系誤差和齒槽波動為主的影響，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

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)臺系統(tǒng)的集成，對研制結(jié)構(gòu)簡單且性能優(yōu)良的氣浮轉(zhuǎn)臺具有重要意義。
　　本文針對氣浮轉(zhuǎn)臺精度問題，分析了影響氣浮轉(zhuǎn)臺位置精度的主要因素：氣浮轉(zhuǎn)臺運動系統(tǒng)軸系誤差、力矩電機齒槽轉(zhuǎn)矩。常見的運動系統(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氣浮轉(zhuǎn)臺運動軌跡和位置精度的影響規(guī)律以及傾斜誤差對氣浮轉(zhuǎn)臺運動軌跡和測量面圓度的影響規(guī)律。分析了軸系誤差對圓光柵測角系統(tǒng)

3、造成的影響，圓光柵尺偏心會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改變明暗莫爾條紋的間距，而且將導致莫爾條紋的明暗變換次數(shù)發(fā)生變化。針對氣浮轉(zhuǎn)臺力矩電機，通過Maxwell2D模型仿真得到了齒槽轉(zhuǎn)矩曲線，與實測曲線一致；優(yōu)化了極弧系數(shù)和槽口寬度以達到削弱力矩電機齒槽轉(zhuǎn)矩的目的，并通過仿真驗證了所設(shè)計方法的有效性。為了分析誤差對轉(zhuǎn)臺的影響，首先搭建了以主軸回轉(zhuǎn)分析儀為主的測試系統(tǒng)，對轉(zhuǎn)臺的實時位置精度進行了測試。測試數(shù)