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超精密气浮转台的设计和静动态特性分析

超精密气浮转台的设计和静动态特性分析

作者：喻里程广东工业大学

学位级别：硕士

超精密加工技术是现代制造技术的重要组成部分,它直接影响着国防水平和民用加工技术的发展,几十年来,各工业强国都在超精密加工领域进行了深入的研究,并取得了巨大的成就。超精密机床是超精密加工的重要手段,转台系统是确保机床加工质... 详细信息

超精密加工技术是现代制造技术的重要组成部分,它直接影响着国防水平和民用加工技术的发展,几十年来,各工业强国都在超精密加工领域进行了深入的研究,并取得了巨大的成就。超精密机床是超精密加工的重要手段,转台系统是确保机床加工质量的核心装备之一,因此对转台部件研究具有重大的意义。根据课题中转台设计的具体要求,选择闭式气体静压轴承作为支撑部件,将重点放在了支撑系统和控制系统的设计上。研究了气浮轴承的原理,确定了小孔节流的结构形式,轴承布局为径向轴承和双向止推轴承结合的方式。利用表压比法设计了轴承的详细尺寸,通过工程计算,得到了转台在一定工作压强下的承载力、静刚度和耗气量等性能参数。为了提高转台的控制精度,采用UMAC控制器、线性驱动器、直流无刷力矩电机和圆光栅组成全闭环控制系统。根据气体润滑轴承的基本原理,建立了转台止推轴承在柱坐标下的Reynolds方程,利用Fluent有限元分析软件,研究了气膜平均厚度和供气压强对止推轴承静态特性的影响规律,并对转台的静态刚度进行测量,将测量的结果与理论计算结果和仿真结果进行比较,验证了转台系统设计的合理性。利用WORKBENCH对转台进行模态分析,得出其各阶固有频率和模态振型,结果表明转台在正常转速下不会引起谐振,同时也采用高精度回转误差分析仪对转台的回转精度进行了测试,结果表明转台的轴向误差比较小,径向误差稍大,针对转台的回转误差进行了分析并提出了改进措施。基于UMAC和驱动器完成了控制系统搭建,在搭建的控制系统基础上建立了力矩电机运动的数学模型,使其满足设计要求,通过Simulink仿真调试得出最佳PID参数。基于UMAC控制器对控制参数进行了整定,得到了转台实际工作的最佳控制参数。利用激光干涉仪测量了转台初始定位精度并基于UMAC的误差补偿功能进行补偿,使转台定位精度达到设计指标。

关键词：气浮转台静态特性动态特性回转精度控制系统仿真误差补偿

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基于自修正模型的五轴机床RTCP标定方法

组合机床与自动化加工技术 2023年第5期 6-9页

作者：王志远喻里程张凯洋商子瑜陆佳武汉华中数控股份有限公司武汉430200

针对传统五轴机床回转中心的标定方法的精度和效率问题,提出一种带有自动修正功能的双摇篮式五轴机床RTCP的标定方法。应用最小二乘拟合的粗自动标定和“自校验-自修正”的精自动标定方案,通过引入试切校验思想,使用接触式探头和标准球... 详细信息

针对传统五轴机床回转中心的标定方法的精度和效率问题,提出一种带有自动修正功能的双摇篮式五轴机床RTCP的标定方法。应用最小二乘拟合的粗自动标定和“自校验-自修正”的精自动标定方案,通过引入试切校验思想,使用接触式探头和标准球对现有RTCP参数进行精度自校验,并根据误差反推RTCP参数,然后再次校验,不断迭代优化并逐步逼近最优解,形成闭环标定。经过试切和标准球校验显示,经过自修正精度优化的结果单方向误差在0.01 mm以内,对比粗标定误差0.03~0.06 mm,精度提升66%以上,且多组实验的重复性能良好。

关键词：五轴机床 RTCP自动标定最小二乘法自校验-自修正迭代优化

超轻多孔类蜂窝夹心结构创新构型及其力学性能

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西安交通大学学报 2014年第9期48卷 88-94页

作者：李响周幼辉童冠喻里程李阳张洵三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室湖北宜昌443002 三峡大学机械与动力学院湖北宜昌443002 新能源微电网湖北省协同创新中心(三峡大学) 湖北宜昌443002

通过优化排列六边形和四边形夹心胞元,以六边形和四边形的组合设计胞元结构,提出了类蜂窝夹层结构的概念并对其进行了创新构型;基于Gibson提出的胞元理论,建立了类蜂窝夹心结构力学等效模型,并推导出了等效模型的等效弹性常数公式。以... 详细信息

通过优化排列六边形和四边形夹心胞元,以六边形和四边形的组合设计胞元结构,提出了类蜂窝夹层结构的概念并对其进行了创新构型;基于Gibson提出的胞元理论,建立了类蜂窝夹心结构力学等效模型,并推导出了等效模型的等效弹性常数公式。以卫星结构的蜂窝夹层板作为应用实例,对类蜂窝和正六边形蜂窝夹心结构的等效力学常数进行了计算对比,结果表明:两者的等效弹性模量近似相等,然而类蜂窝夹心结构的等效剪切模量却有较大提高,同时等效密度更小,可有效减小结构的质量。对卫星结构类蜂窝夹心结构进行了数值模拟研究,验证了类蜂窝夹心结构力学等效模型的正确性。

关键词：夹层结构类蜂窝等效弹性常数力学性能

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机床速度波动对加工工件刀纹的影响

组合机床与自动化加工技术 2020年第8期 143-145页

作者：毛勖李鹏喻里程周宝庆武汉华中数控股份有限公司武汉430000

为研究三轴铣床加工过程中速度波动对工件表面刀痕的影响,建立了单轴速度误差模型。以华大电机为研究对象,用SSTT软件采集电机适配不同编码器在加工时的速度信号,利用MATLAB软件对速度波动数据进行时域分析和频域分析。通过对速度波动... 详细信息

为研究三轴铣床加工过程中速度波动对工件表面刀痕的影响,建立了单轴速度误差模型。以华大电机为研究对象,用SSTT软件采集电机适配不同编码器在加工时的速度信号,利用MATLAB软件对速度波动数据进行时域分析和频域分析。通过对速度波动进行傅立叶变换和小波变换,找到不同频率振动对应的振源,进行针对性的抑制和改进。实验表明:在加工条件一定的情况下,电机速度波动主要为低频振动,第一主频为62.5Hz,由电机的齿槽效应产生,需要通过改进电机的制造工艺解决;提高电机的编码器精度,速度波动时域和频域幅值都会变小,工件加工的表面质量也更好。

关键词：傅立叶分析小波分析速度波动振动频率

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浅谈高校假期公寓开放体系

科教文汇 2012年第18期 177-178页

作者：孔玲玲喻里程黎良涛赵鹏鹏三峡大学机械与材料学院湖北宜昌443002

随着高等教育大众化的普及和参加社会实践活动的大力提倡,近几年假期留校的学生逐渐增多,因此保障好这部分留校学生的安全也显得尤为重要。本文以高校假期公寓管理制度的现状为基础,总结它自身的优点及所存在的问题,探讨改进的策略,最... 详细信息

随着高等教育大众化的普及和参加社会实践活动的大力提倡,近几年假期留校的学生逐渐增多,因此保障好这部分留校学生的安全也显得尤为重要。本文以高校假期公寓管理制度的现状为基础,总结它自身的优点及所存在的问题,探讨改进的策略,最后归纳出了针对高校假期公寓管理制度方面的有效方法。

关键词：高校假期学生公寓管理

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精密机床液体静压导轨直线度误差检测与分析

机械工程与自动化 2016年第1期 150-152页

作者：朱涛喻里程刘浩潘卓李明泽王哲广东工业大学机电工程学院广东广州510006

采用RenishawXL-80激光干涉仪检测液体静压导轨运动的直线度误差,对直线度误差和干涉测量的原理进行了探讨。并在不同环境下进行直线度误差测量,根据测量结果做出了直线运动偏差特性曲线。对测得的多组数据进行分析,消除了系统误差,进... 详细信息

采用RenishawXL-80激光干涉仪检测液体静压导轨运动的直线度误差,对直线度误差和干涉测量的原理进行了探讨。并在不同环境下进行直线度误差测量,根据测量结果做出了直线运动偏差特性曲线。对测得的多组数据进行分析,消除了系统误差,进行了正态性检验,剔除了粗大误差,得出了基于t分布的表达方式并进行了t检验。检验结果表明,导轨直线度误差约为2.791μm/360mm,且在振动小、噪声小、光照弱、安静的环境下直线度误差较小,测得的数据较准确。

关键词：干涉测量静压导轨直线度正态性检验 t分布

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多孔质静压轴承轴向特性仿真分析与实验研究

机械工程与自动化 2017年第4期 16-18页

作者：喻里程刘强卢诗毅刘浩张霞峰广东工业大学机电工程学院广东广州510006

空气静压轴承作为转台的关键零部件,其性能直接影响转台整体的精度。为了提高空气静压转台的静态性能,以多孔质止推轴承为研究对象,基于有限元分析软件Workbench,研究了不同气膜间隙下轴承的承载特性、刚度特性、质量流量特性。结果表明... 详细信息

空气静压轴承作为转台的关键零部件,其性能直接影响转台整体的精度。为了提高空气静压转台的静态性能,以多孔质止推轴承为研究对象,基于有限元分析软件Workbench,研究了不同气膜间隙下轴承的承载特性、刚度特性、质量流量特性。结果表明:在一定供气压力下,随着气膜间隙的减小,气膜厚度h12μm时,止推轴承的承载能力和刚度越来越大但变化率较小;气体质量流量随着气膜间隙增加而增大,但是增长的幅度越来越平缓。最后通过搭建实验平台对仿真结果进行验证,仿真与实验结果基本吻合。

关键词：气体静压轴承多孔质有限元分析静态特性