超精密定位平台的测量系统研究

超精密工作平台已经成为IC和MEMS等行业完成加工、测量工作的基本设备平台。如何提高平台测量系统的精度，从而提高平台的定位精度是目前超精密工作平台所面临的一大难题。对现有的超精密工作平台的基本结构以及常见的精密测量系统进行了综合分析，详细介绍了一种新型的测量装置——平面编码器的工作原理。     

X-Y两维宽平台大范围精密定位系统结构分析与设计

根据IC制造、超精密加工等行业的需求,研发了能够用于超精密定位系统的两维大范围、宽平台精密定位系统.根据宽平台高速运动的要求,对大跨度平台的受力变形进行了理论分析,并对系统结构的静态和动态特性进行了有限元分析.在理论研究的基础上研发了精密定位系统.所开发的系统能够保证在设计载荷下,对于承载面积为250 mm×250 mm的承载台上任意一点都能够在300 mm×300 mm范围内任意点进行精密定位.     

基于高精度运动平台的误差模型构建与分析

机床误差补偿技术是提高机床精度的一种有效的方法。设计了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计,完成了平台搭建工作,根据三维大行程运动平台的几何特性,分析了机床存在的空间定位误差,运用齐次矩阵变换,完成了三维微细电火花加工运动平台的误差补偿理论分析,建立了相应的误差模型。计算机软、硬件技术的发展,误差补偿技术因其性价比高、可靠性好日益受到重视,通过合理的补偿,可使被加工零件的精度得到甚至超过数控加工机床本身的精度。     

压电驱动超精密定位工作台的研究

研究、设计了一种压电式超精密微定位工作台。此工作台在伺服电机驱动的滚珠丝杠进给系统的基础上，采用压电陶瓷作为微位移驱动器，柔性铰链为导向机构，对工作台运动位置自动补偿，实现了超精密定位。文中对柔性铰链机构进行了合理的设计，以实现长行程超精密定位。压电陶瓷配合柔性铰链使用使工作台定位精度达到0．01μm，可满足精密、超精密加工需要。     

压电驱动柔性铰链机构传动实现超精密定位

简单介绍压电元件和柔性铰链的概念与特点。列举压电元件与柔性铰链机构结构实现超精密定位的典型例子，包括超精密测量、超精密加工、光学自动聚焦和大行程超精密定位。为使超精密定位工作台的结构紧凑，提出单驱动多自由度运动机构。应用蠕动式的运动原理可合成机构上的多自由度运动，并实现大行程运动。设计了对称结构的柔性铰链机构实现导向功能。制造和装配了微小型平面工作台。     

超精密车床运动系统结构分析

超精密车削在加工盘形零件及圆锥形零件领域发挥着重要作用,所加工零件的表面质量受超精密车床运动系统精度的直接影响。为了探索超精密车床运动系统的影响因素,分别对车床的主轴运动系统及导轨运动系统进行了结构分析和传动机理分析,讨论了主轴运动系统及导轨系统结构的不同结构设计对超精密车床控制系统的影响,为超精密车床运动的高精度控制提供了理论支撑。     

KDP晶体加工专用超精密机床数控系统开发

介绍了KDP(磷酸二氢钾)晶体加工专用超精密机床基于PMAC运动控制器的双CPU开放式数控系统,并详细说明了系统硬件构建和软件实现及伺服控制方法.超精密机床数控系统采用工业控制计算机作为上位机完成数控加工中的非实时任务,PMAC运动控制器作为下位机完成实时的控制任务.该系统应用于KDP晶体专用超精密机床加工铝试件,获得了Ra5.158 nm的表面粗糙度,验证了该数控系统的实用性和可靠性.     

基于LabVlEW的三轴微铣削加工控制系统设计与研究

设计开发了一套微细铣削加工系统。该系统装硬件设备采用超精密三轴微动平台和转速可调电主轴;软件系统是基于LabVIEW图形化编程语言自主设计开发的运动控制系统,具有定位对刀、读取G代码、三轴联动加工和运动轨迹显示的功能,并用该系统进行了微细铣削加工实验。     

基于LabVIEW的三轴微铣削加工控制系统设计与研究

设计开发了一套微细铣削加工系统。该系统装硬件设备采用超精密三轴微动平台和转速可调电主轴;软件系统是基于LabVIEW图形化编程语言自主设计开发的运动控制系统,具有定位对刀、读取G代码、三轴联动加工和运动轨迹显示的功能,并用该系统进行了微细铣削加工实验。     

辊筒模具超精密机床系统设计与工艺

为了提高国内大尺寸光学微结构薄膜的光学级模具制造水平,打破国外在辊筒模具超精密加工装备的垄断,完成了国内首台套大尺寸光学微结构辊筒模具超精密机床的设计、集成以及典型微结构工艺的研究工作。首先,根据辊筒模具表面微结构加工工艺的特点,分析了辊筒模具超精密机床的关键技术并完成了机床结构与运动控制系统设计。在机床系统集成后,完成了运动控制系统的调试。直线轴执行阶梯运动完成了直线轴运动分辨率的测试。其次,通过准直仪和激光干涉仪完成了机床关键轴系的直线度及定位精度的测试和补偿。最后,采用多步切削法切削实验,以降低毛刺高度为目标,完成了V槽阵列的加工工艺参数优化。经测试,该超精密加工机床的直线运动分辨可达到5nm,直线轴的双向定位精度均优于1μm/1 100mm;采用多步切削法加工V槽阵列,最后一次切削深度建议在1~2μm,可以获得合格的V槽阵列。     

超精密加工技术研究现状及发展趋势

超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,是获得高形状精度、表面精度和表面完整性的必要手段。根据当前国内外超精密加工技术的发展状况,对超精密切削、磨削、研磨以及超精密特种加工及复合加工技术进行综述,简单地对超精密加工的发展趋势进行预测。     

综论超精密加工技术的发展

介绍超精密加工技术的发展,并展望其前景;阐述超精密切削加工及超精密砂轮磨削加工中的核心技术,对超精密加工技术的研发和创新有参考意义。     

光学自由曲面的超精密加工技术及应用

光学自由曲面是指非对称性、不规则、不适合用统一的光学方程式来描述的光学曲面.自由曲面光学元件在光电产品及光通讯产品中的应用日益广泛.采用多轴超精密金刚石机床加工光学自由曲面,可达到亚微米级形状精度和纳米级表面粗糙的高精度水平.文章介绍了光学自由曲面的超精密加工技术及其在光电产品领域的应用,并开发适合几种典型光学自由曲面超精密加工的刀具轨迹自动生成软件.     

光学表面超精密加工技术

介绍了国内外光学器件超精密加工的各种先进方法 ,重点阐述了磁流变抛光技术及其抛光机理和关键技术。并对光学超精密加工技术的发展进行了展望     

交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制

超精密加工的轮廓精度控制直接影响到工件的加工精度,交叉耦合控制算法通过对两轴进行协调而影响轮廓控制精度。文章在分析超精密数控机床误差模型的基础上,将变增益交叉耦合控制算法引入超精密空机床的伺服控制,实验结果表明：变增益交叉耦合控制算法可以在不改变位置环的情况下,有效地提高系统的轮廓精度。     

超精密加工技术与直线电动机在超精密加工装备中的应用

超精密加工是多种技术综合的一种加工技术,通过超精密加工能够使被加工零件的形状精度、表面粗糙度和表面完整性达到空前的水平。直线电动机以其独特的优势,在超精密装备中得到更广泛的应用。本文主要针对超精密加工技术与直线电动机在超精密装备中的应用,以及在国内外的发展状况进行了阐述,重点提出了超精密加工技术与直线电动机在加工制造业中应用的明显优势,同时也说明了它们的一些缺点及可行的解决方法。     

超光滑表面的加工、表征和功能

超精密加工的目标是通过表面质量控制获得预定的表面功能。一定的加工过程产生相应的表面特征 ,而表面特征在很大程度上又决定着表面的实际功能。为了通过预先设计及加工控制获得要求的功能表面 ,必须对超光滑表面的加工、表征、功能及其相互关系进行全面而深入的研究     

An automatic leveling method for the stage of precision machining center

The stage of precision machining center will deform under the weight of large workpiece which is put on it. The deformation will cause the workpiece to incline, and moreover, affect the machining accuracy, which cannot be neglected especially in large-scale combined precision machining centers. To resolve this problem, after simulating the deformation of the stage, this paper introduced an automatic leveling method for the precision stage and gave a method to calculate the regulating variables of each supporting point of the stage. In order to verify these methods, an experiment was done on an experimental stage which was designed and built on the basis of the stage of precision machining center. Experimental results showed that the tilt error of the stage can be reduced with these methods and the machining error of the workpiece declined by 90% after leveling. The experiments also verified the accuracy and feasibility of the automatic leveling method.     

超精密加工技术的发展状况

根据当前国内外超精密加工机床的发展状况,分析了影响超精密机床加工精度的各种因素,简要地介绍了温度、振动、洁净度等加工环境因素对超精密加工精度的影响,以及提高超精密加工精度应采取的措施。