基于正交与插值算法的精密抛光平台综合误差建模与补偿 被引量：10

1

作者 张恩忠 赵继 +1 位作者 冀世军 李刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3422-3429,共8页

为了提高四轴抛光平台的加工精度,本文针对以气浮平台和旋转台为主要运动方式的四轴抛光平台进行了几何与热综合误差建模与补偿研究。采用激光干涉仪、温度传感器等测量仪器分别对平台X、Z轴在不同温度下的定位误差进行重复测量与分析,... 为了提高四轴抛光平台的加工精度,本文针对以气浮平台和旋转台为主要运动方式的四轴抛光平台进行了几何与热综合误差建模与补偿研究。采用激光干涉仪、温度传感器等测量仪器分别对平台X、Z轴在不同温度下的定位误差进行重复测量与分析,证实了不同进给速度对定位误差没有显著影响。得到了四轴抛光平台X、Z轴的定位误差与温度之间的变化规律。基于正交多项式和插值算法分别建立了X、Z轴的几何与热综合误差模型。根据综合误差模型计算出预测数据曲线,并分别对X、Z轴的7组实验数据进行了数据拟合,拟合残差绝对值均不超过0.2μm。依据预测数据进行了补偿实验。结果显示,补偿后四轴抛光平台在常温下、温升(60 min)下和稳态下的Z轴定位误差分别降低了93.05%、92.45%、85.71%,X轴定位误差分别降低了89.28%、93.59%、93.33%。实验结果证明本文所提出的综合模型及补偿方法精度高,鲁棒性好。 展开更多

关键词 抛光机床 正交多项式 插值算法 综合误差模型 误差补偿

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直线驱动磁悬浮进给机构的研究 被引量：6

2

作者 孙宝玉 梁淑卿 +2 位作者 宋文荣 王延风 何惠阳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2003年第4期338-342,共5页

分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力。这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台... 分析了传统机械进给机构的特点,设计了一种集磁悬浮和线性驱动技术为一体的精密进给平台机构,此机构采用直线同步电机对悬浮的平台机构提供驱动力。这种驱动方式避免了传统驱动方式造成的摩擦、弹性变形、滞后和非线性误差,实现了平台进给机构在水平和垂直两方向的无接触支撑和导向。针对磁悬浮平台进给机构设计了直线同步电机的结构,并对直线电机产生的磁力进行分析计算。直线驱动技术在磁悬浮平台进给机构中的应用使进给系统具有响应快速、刚度高以及定位精确的特点,能够满足微电子设备高精度、高效率和超洁净加工的需要。 展开更多

关键词 直线驱动 磁悬浮平台 直线同步电机 数字PID控制 微电子设备

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基于BP神经网络与遗传算法的温挤压模具优化设计 被引量：7

3

作者 孙宪萍 杨兵 +1 位作者 刘强强 王雷刚 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期84-88,共5页

以汽车转向螺杆类杯-杆件的温挤压凹模为例进行模具磨损分析及其寿命预测。以影响温挤压凹模磨损的4个主要因素,即凹模入口处圆角大小、模具初始硬度、模具初始温度、摩擦因子作为工艺参数,并分别选取4个不同水平值,确定四因素四水平的3... 以汽车转向螺杆类杯-杆件的温挤压凹模为例进行模具磨损分析及其寿命预测。以影响温挤压凹模磨损的4个主要因素,即凹模入口处圆角大小、模具初始硬度、模具初始温度、摩擦因子作为工艺参数,并分别选取4个不同水平值,确定四因素四水平的32组温挤压凹模磨损试验方案,通过Deform-3D有限元数值模拟软件进行成形过程的数值模拟。以不同影响因素和对应模具的磨损量为样本训练BP神经网络,建立4个主要因素与凹模磨损量之间的映射关系,以温挤压凹模磨损量为目标函数,通过遗传算法对4个影响因素进行组合优化,使凹模磨损量最小、寿命最长。 展开更多

关键词 模具磨损分析 数值模拟 BP神经网络 遗传算法

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宏/微双重驱动技术的研究和应用现状 被引量：8

4

作者 陈洪涛 程光明 +2 位作者 肖献强 于保军 杨志刚 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第1期153-155,共3页

宏/微双重驱动技术因具备大行程、快速响应、高精度定位等特点,近年来在微操作领域得到了广泛的应用。总结了目前常用的宏/微双驱动的宏、微定位部件,并分析了它们各自的优缺点及使用范围;并介绍了常见的宏/微双重驱动系统的集成方式,... 宏/微双重驱动技术因具备大行程、快速响应、高精度定位等特点,近年来在微操作领域得到了广泛的应用。总结了目前常用的宏/微双驱动的宏、微定位部件,并分析了它们各自的优缺点及使用范围;并介绍了常见的宏/微双重驱动系统的集成方式,以及国内外这方面研究取得的成果。为即将从事这方面研究的人员提供了很好的参考。 展开更多

关键词 宏 微双重驱动 微操作 宏动定位 微动定位

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基于支持向量回归机的精密数控平台热误差建模与补偿研究 被引量：9

5

作者 张恩忠 齐月玲 +1 位作者 冀世军 程亚平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2017年第4期48-51,共4页

为了提高数控机床的加工精度,文章以精密四轴数控平台为研究对象,采用PT100、激光干涉仪等仪器对X、Z轴的温度、定位误差进行测量与分析,研究精密四轴数控平台定位误差与温度之间的变化规律。运用支持向量回归机建立X、Z轴的热误差模型... 为了提高数控机床的加工精度,文章以精密四轴数控平台为研究对象,采用PT100、激光干涉仪等仪器对X、Z轴的温度、定位误差进行测量与分析,研究精密四轴数控平台定位误差与温度之间的变化规律。运用支持向量回归机建立X、Z轴的热误差模型,利用网格搜索法对支持向量回归机热误差模型进行参数寻优,确定惩罚参数c和核函数参数g的最优参数值。在热平衡状态下,根据BP神经网络、支持向量回归机热误差模型分别计算出X、Z轴定位误差的预测值与测量值对比曲线,对比曲线和数据分析表明支持向量回归机的预测精度较高,其X、Z轴拟合偏差带宽均不超过0.6μm。依据支持向量回归机热误差模型的预测数据进行补偿实验,数控平台X轴的定位误差降低了89.55%,Z轴定位误差降低了85.67%。实验结果证明支持向量回归机建模方法具有较高的预测精度、泛化能力、补偿精度和鲁棒性。 展开更多

关键词 数控平台 支持向量回归机 BP神经网络 模型 误差补偿

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基于最小二乘支持向量机的精密数控机床热误差建模与补偿研究 被引量：10

6

作者 张恩忠 程亚平 +1 位作者 齐月玲 林洁琼 《机床与液压》 北大核心 2018年第20期7-10,共4页

为了减小热误差对数控机床加工精度的影响,以自主研制的五轴精密数控机床为研究对象,得出定位误差与温度之间的变化规律。运用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立Y轴的热误差模型,并对LS-SVM模型进行参数寻优。根据LS-SVM模型计算出移动轴... 为了减小热误差对数控机床加工精度的影响,以自主研制的五轴精密数控机床为研究对象,得出定位误差与温度之间的变化规律。运用最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立Y轴的热误差模型,并对LS-SVM模型进行参数寻优。根据LS-SVM模型计算出移动轴热平衡状态下定位误差的预测值与测量值对比曲线,通过分析发现LS-SVM热误差模型性能较好,其拟合偏差带宽较窄,均方差较小。依据LS-SVM模型进行定位误差补偿实验,误差降低了87. 3%。实验结果证明最小二乘支持向量机建模方法具有较高的预测精度、补偿精度。 展开更多

关键词 数控机床 LS-SVM 误差模型 误差补偿

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压电驱动超精密定位工作台的研究 被引量：9

7

作者 孙宝玉 林洁琼 +1 位作者 王登月 任建岳 《机械设计与研究》 CSCD 2003年第2期44-45,共2页

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... 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 .0 1μm ,可满足精密。 展开更多

关键词 压电陶瓷微位移器件 精密定位 柔性铰链 线切割 滚珠丝杠副

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六自由度电液伺服式并联机构的设计 被引量：4

8

作者 肖英奎 赵丁选 +1 位作者 石祥钟 尚涛 《液压与气动》 北大核心 2004年第8期36-38,共3页

介绍了六自由度并联机构技术的应用,以六自由度运动为研究对象,对六自由度并联机构进行 运动建模分析,介绍了六自由度并联机构电液伺服系统的设计。实验结果验证了关于六自由度并联机构运 动建模的正确性及电液伺服系统设计的可靠性。... 介绍了六自由度并联机构技术的应用,以六自由度运动为研究对象,对六自由度并联机构进行 运动建模分析,介绍了六自由度并联机构电液伺服系统的设计。实验结果验证了关于六自由度并联机构运 动建模的正确性及电液伺服系统设计的可靠性。该技术具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 六自由度 并联机构 运动模拟 电液伺服系统

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压电式微定位机构及其控制系统的研究 被引量：4

9

作者 孙宝玉 林洁琼 +1 位作者 梁淑卿 王登月 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第2期139-141,共3页

研究、设计了一种以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器的微定位机构,给出了机构的动力学模型。结合检测装置和微机控制系统,设计并研制了基于前馈控制同数字PID反馈控制相结合的复合控制的微定位系统。实验表明,微定位系统定位行程... 研究、设计了一种以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器的微定位机构,给出了机构的动力学模型。结合检测装置和微机控制系统,设计并研制了基于前馈控制同数字PID反馈控制相结合的复合控制的微定位系统。实验表明,微定位系统定位行程可达100μm,定位分辨力0.01μm。 展开更多

关键词 微定位机构 压电陶瓷 柔性铰链 数字PID控制

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基于显微视觉的宏／微双重驱动微动台的自动标定 被引量：3

10

作者 于保军 张玮 +1 位作者 王红东 杨志刚 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1326-1331,共6页

提出了基于压电技术的微操作系统的自动标定方法,采用混合式步进电机直接驱动的宏动平台,实现系统大行程宏动定位,安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台和精密光栅,实现亚微米级的分辨率和定位精度,通过以上两部分实现定位机构的... 提出了基于压电技术的微操作系统的自动标定方法,采用混合式步进电机直接驱动的宏动平台,实现系统大行程宏动定位,安装在宏动平台上的压电陶瓷驱动的微动平台和精密光栅,实现亚微米级的分辨率和定位精度,通过以上两部分实现定位机构的全闭环反馈控制,采用显微视觉反馈获取微动台操作器在图像中的位置信息进行标定。实验结果表明:系统的动态和稳定性能良好,自动标定运算速度快,运行速度达到11 frame/s,实现了对系统的精确标定,标定精度达到0.1μm。 展开更多

关键词 仪器仪表技术 宏微双重驱动 压电技术 精密定位 显微视觉 自动标定

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柔性压电式微位移机构在精密机床定位中的应用研究 被引量：4

11

作者 梁淑卿 宫百香 荆丹 《长春理工大学学报（自然科学版）》 2006年第2期37-40,共4页

研究、设计了一种柔性压电式微定位机构。此机构采用压电陶瓷作为微位移驱动器,柔性铰链为导向机构,对丝杠螺母传动的精密机床工作台的运动位置进行自动补偿,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及参数分析,并应用于... 研究、设计了一种柔性压电式微定位机构。此机构采用压电陶瓷作为微位移驱动器,柔性铰链为导向机构,对丝杠螺母传动的精密机床工作台的运动位置进行自动补偿,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及参数分析,并应用于精密机床中进行定位精度测试。实测结果表明,采用柔性压电式微位移机对精密机床工作台二次精定位,可使工作台定位精度提高到0.01μm,可满足精密、超精密加工需要。 展开更多

关键词 压电式微定位机构 精密机床 柔性铰链 定位精度

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砂轮不平衡量对工件表面粗糙度影响的研究 被引量：5

12

作者 杨威 冀清发 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 2006年第6期58-60,共3页

通过实验,对砂轮平衡精度与磨削加工工件表面粗糙度之间关系作了深入的研究。实验设计的砂轮在线液体平衡系统结构简单、测量精度高,可减小磨削工件表面粗糙度值。

关键词 表面粗糙度 砂轮不平衡量 振动

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工件热变形对加工精度影响的研究 被引量：2

13

作者 马伏波 陈小俊 陶晓巍 《煤矿机械》 北大核心 2004年第12期37-38,共2页

通过分析工件在均匀受热和不均匀受热状态下的热变形 ,应用数学、传热学和力学方法推导出在这 2种情况下的热变形量计算公式 。

关键词 工件 均匀受热 不均匀受热 热变形

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仿真加工中刀具热变形引起的加工误差分析 被引量：2

14

作者 王占礼 杜爽 王尧 《工具技术》 北大核心 2006年第6期47-48,49,共3页

通过推导车刀在连续切削状态下热变形与切削时间的关系,建立了计算车刀热变形量的数学模型,开发了数控车削仿真加工中刀具热变形引起的加工误差计算程序,并给出了仿真算法实例。

关键词 仿真加工 车刀 热变形 加工误差

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压电式微位移机构动态特性研究 被引量：8

15

作者 孙宝玉 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2007年第6期653-655,共3页

压电陶瓷驱动器在较高电场的作用下将产生严重的非线性,从而影响其定位精度。压电陶瓷驱动器的非线性不仅与材料的非线性、蠕变、滞后等因素有关,还与器件的动态响应特性有关。动态响应的迟滞非线性是影响压电式微位移驱动器控制性能的... 压电陶瓷驱动器在较高电场的作用下将产生严重的非线性,从而影响其定位精度。压电陶瓷驱动器的非线性不仅与材料的非线性、蠕变、滞后等因素有关,还与器件的动态响应特性有关。动态响应的迟滞非线性是影响压电式微位移驱动器控制性能的一个关键因素,直接关系到控制精度的提高。该文采用前馈控制同数字比例、积分和微分环节(PID)控制相结合的复合控制算法对一维压电式微位移机构的控制过程进行校正补偿,建立了动态特性的闭环校正控制系统。实测结果表明,机构的动态响应时间显著缩短,实现了机构的快速响应。 展开更多

关键词 压电陶瓷驱动器 微位移机构 动态特性 数字PID控制 非线性

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基于CAE的光学反射镜柔性结构设计与分析 被引量：8

16

作者 孙宝玉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期103-106,共4页

针对某空间光学遥感器的圆形球面反射镜设计了一温升变形调节柔性结构件,对其力学模型及柔节参数进行了理论分析,并采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对反射镜组件结构进行建模和仿真分析,以解决反射镜在力学环境下满足结构刚度要求,而... 针对某空间光学遥感器的圆形球面反射镜设计了一温升变形调节柔性结构件,对其力学模型及柔节参数进行了理论分析,并采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对反射镜组件结构进行建模和仿真分析,以解决反射镜在力学环境下满足结构刚度要求,而热环境下面形精度显著超差的状况,使反射镜结构刚度满足力学要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,达到遥感器成像质量要求。分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度满足成像质量要求,PV值均小于63.2nm,进而说明了这种柔性调节结构在实际结构中是合理可行的。 展开更多

关键词 光学反射镜 计算机辅助工程 柔性结构 热尺寸稳定性

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光学反射镜柔性支撑结构尺寸稳定性分析 被引量：8

17

作者 孙宝玉 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期142-145,共4页

采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通... 采用计算机辅助工程分析技术(CAE)对某空间光学遥感器反射镜支撑结构进行设计和分析,针对其在自重工况下满足结构刚度要求的同时热尺寸稳定性显著超差的情况,对支撑结构进行改进,变刚性支撑为柔性支撑,弱化结构刚度,增强结构的柔性。通过对改进后的结构进行建模和仿真分析,调整柔节参数,使反射镜组件在自重工况下满足结构刚度要求的同时,具有良好的热尺寸稳定性,镜面面形精度达到成像质量要求,即PV值不大于63.2nm。通过进一步对整个组件结构进行动力学分析可知,结构在正弦扫描和随机振动工况下不会发生颤振、疲劳和破坏。仿真分析结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形精度均满足成像质量要求,结构尺寸稳定性好,说明这种柔性支撑结构合理可行。 展开更多

关键词 光学反射镜 计算机辅助工程分析 柔性支撑结构 尺寸稳定性

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实体模型位移场与应力场收敛速度及分析精度的研究 被引量：1

18

作者 刘巨 孙宝玉 +1 位作者 辛宏伟 任建岳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第z2期143-148,共6页

对实体模型位移场与应力场的收敛速度及分析精度进行了较为深入的研究,从理论上分析了位移有限元法位移解与应力解的求解方法,得出了位移场、应力场收敛速度之间的关系以及应用不同阶次单元对分析精度影响的理论结论.针对具体实例,用六... 对实体模型位移场与应力场的收敛速度及分析精度进行了较为深入的研究,从理论上分析了位移有限元法位移解与应力解的求解方法,得出了位移场、应力场收敛速度之间的关系以及应用不同阶次单元对分析精度影响的理论结论.针对具体实例,用六面体一次、二次单元进行了有限元建模及位移场、应力场的分析求解,得出了较为精确的结果,建立了网格密度与场函数解逼近精确解速度的关系,与理论分析结论相符合.确立了根据此理论进行实体模型分析单元选择和网格划分的相对普遍原则. 展开更多

关键词 位移场 应力场 收敛速度 分析精度

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一维压电式微定位机构的设计研究 被引量：2

19

作者 孙宝玉 刘虹 梁淑卿 《微细加工技术》 EI 2006年第3期40-43,共4页

针对精密工作台高速、低精度的矛盾,以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器,研究、设计了一种一维高分辨率压电式微定位机构。由于精密工作台高速运动产生的运动惯量较大,欲实现亚微米级的定位精度是很困难的,因而在精密工作台运行到... 针对精密工作台高速、低精度的矛盾,以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器,研究、设计了一种一维高分辨率压电式微定位机构。由于精密工作台高速运动产生的运动惯量较大,欲实现亚微米级的定位精度是很困难的,因而在精密工作台运行到位后,由微定位机构对检测装置所检测出的定位误差进行补偿,以提高工作台的定位精度;由于压电陶瓷微位移器件输出位移过小,因此提出了一种单自由度对称式柔性铰链放大机构来提高微定位行程。给出了机构的动力学模型,并结合光栅尺检测装置,设计并研制了数字闭环定位控制系统,对微定位机构的定位特性进行了测试。实测结果表明,此微定位系统可实现高分辨率、长行程定位,定位分辨率达0.01μm。 展开更多

关键词 微定位机构 压电陶瓷 柔性铰链 数字闭环控制

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压电式微定位工作台及其控制系统 被引量：3

20

作者 孙宝玉 梁淑卿 +2 位作者 韩连英 荆丹 王登月 《微细加工技术》 2003年第4期65-68,78,共5页

为了提高机床的定位精度,研究、设计了一种以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器的微定位工作台。微定位工作台在滚珠丝杠副驱动的基础上,对工作台进行了二次精定位。给出了工作台的设计简图,并对其动力学模型进行了分析,结合检测装... 为了提高机床的定位精度,研究、设计了一种以柔性铰链为导向元件、压电陶瓷为驱动器的微定位工作台。微定位工作台在滚珠丝杠副驱动的基础上,对工作台进行了二次精定位。给出了工作台的设计简图,并对其动力学模型进行了分析,结合检测装置和微机控制系统,设计了基于前馈控制同数字PID反馈控制相结合的复合控制的微定位控制系统。实测表明,微定位工作台定位分辨率可达到0.01μm,可满足精密、超精密加工的需要。 展开更多

关键词 柔性铰链 压电陶瓷 微定位工作台 数字PID反馈控制

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