基于兩軸快刀伺服平臺的微結構表面加工控制與誤差分析.pdf

1、微結構表面是指面形精度達到亞微米級且具有特定功能的微小表面，其主要的特征在于結構的功能性，如微結構表面光學元件的表面結構決定了對光線的反射、折射或衍射性能，便于優(yōu)化光學系統(tǒng)，減輕重量，縮小體積，因此在國防科技領域和民用工業(yè)領域都體現(xiàn)出重要的應用價值和廣闊應用前景。近年來，國內外對微結構表面制造技術的研究不斷深入，其中基于快刀伺服(FTS)的超精密車削技術以其高頻響、高定位精度和高加工精度等特點，逐漸成為微結構表面車削加工的主流技術之一。

2、目前快刀伺服加工主要的研究方向是通過提高快刀伺服加工機床的運動精度來提高微結構表面加工精度，但是該方法對設備要求高、成本大，在現(xiàn)有制造技術水平條件下，基于機床特性的誤差補償方式對提高微結構表面加工精度更加可行且具有實際意義。因此，本文研究了基于兩軸快刀伺服平臺的微結構表面加工控制與誤差補償，主要內容如下:
　　1、快刀伺服平臺的搭建:完成對快刀伺服刀架的設計，機床機械結構和電氣結構的設計，對加工平臺進行性能測試并加以優(yōu)化，同時開發(fā)

3、了集加工路徑規(guī)劃和加工控制于一體的典型微結構表面加工軟件;
　　2、微結構面型加工路徑規(guī)劃:完成對透鏡陣列、菲涅爾透鏡以及正弦網格三種典型微結構的面型計算以及加工路徑規(guī)劃;
　　3、微結構面型加工實驗:完成對透鏡陣列、菲涅爾透鏡和正弦網格三種典型微結構面型的實驗加工，從而驗證了本文所研究的典型微結構面型加工路徑規(guī)劃的正確性，并初步分析了快刀伺服平臺所存在的誤差;
　　4、機床運動誤差補償:分別從理論上和實驗上完成了對快