基于平面气浮导轨的平面度误差评定系统研究

《基于平面气浮导轨的平面度误差评定系统研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、密纽公开分类号ＴＨ１３３．３５＿方知料ｆ＇ＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＸＩＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文题目：基于平面气浮导轨的平面度误差评定系统研究作者：张美红指导教师：张君安教授申请学位学科：机械制造及其自动化＊２０１８年５月６日密级公开分类号TH133.35XI’ANTECHNOLOGICALUNIVERSITY硕士学位论文题目:基于平面气浮导轨的平面度误差评定系统研究作者：张美红指导教师：张君安教授申请学位学科：机械制造及其自动化2018年5月6日基于平面气浮导轨的平面度误差评定系统研究学

2、科：机械制造及其自动化研究生签字：指导教师签字：摘要近年来，气浮导轨由于气膜误差均化作用已被应用于形状误差的检测工作中。以气浮导轨作为误差测量基准，可以提高检测精度。本文为了提高平面度误差的测量精度，围绕气浮导轨误差均化效应展开研究。气浮导轨误差均化效应的本质是气浮导轨在通气（气体润滑）和不通气（干摩擦）两种状态下沿着静导轨表面运动的运动误差的比值。为了在完整的二维平面模型下开展气浮导轨误差均化作用研究，本文利用分形插值曲面法对静导轨上表面进行了模拟,并存储了表面形貌高度值的相关信息。然后作者基于三点支撑平衡原理先求出了干摩擦状态下气浮导轨运动轨迹，再利用最小

3、区域法求出其直线度误差或平面度误差。为了理论计算气体润滑状态下气浮导轨沿着静导轨运动的运动轨迹，首先，作者依据气体轴承的基本方程（N-S方程）推导出气浮导轨的气体润滑控制方程；基于有限差分法离散控制方程，数值计算后求得理论气膜厚度下气浮导轨的承载力。其次，以上述承载力以及气浮导轨力学平衡方程为基础，计算出气浮导轨沿着静导轨表面运动的运动轨迹曲线或曲面并求出其运动轨迹误差。计算结果表明：气体在实现气浮导轨的误差均化作用时有很明显的效果。最后为了验证理论计算结果的正确性，文中设计了运动误差探究实验方案，测试了两种状态下气浮导轨的运动轨迹，从而计算出实际状态下的误差

4、均化效果。实验结果验证了理论计算结果的正确性与计算方法的可靠性。基于理论分析结果，作者设计了一个基于气浮导轨的X-Y二维平面度检测仪。绘制了相关零部件的三维零件图，且对相关组件进行了选型及性能分析。此平台以平面气浮导轨为平面度测量的基准平面、以直线电机以及步进电机为驱动源、以柔性铰链为微调整机构，结构简单，经济，容易实现。为了完善整个平面度误差评定系统，文章最后利用MATLAB编制了基于不同方法的平面度以及直线度评定程序，并且基于MATLAB的GUIDE工具箱完成了误差评定的图形界面，从而形成一个较完整的软件评定系统。关键词：气浮导轨；分形插值；误差均化；平面

5、度误差；误差测量；误差评定TheStudyofFlatnesserrorEvaluationSystemBasedonPlaneAirBearingGuideDiscipline:MechanicalmanufactureandAutomationMajorStudentSignature:SupervisorSignature:AbstractRecently,theairbearingguidehasbeenappliedtothemeasurementofformtoleranceowingtotheerroraveragingofgasfilm.Itc

6、animprovethemeasurementaccuracyasthemeasuringdatum.Inordertoimprovethemeasuringaccuracyofflatnesserror,theerroraveragingeffectofairbearingguidewasstudiedinthispaper.Thenatureoftheerroraveragingeffectofairbearingguideistheratioofthemotionerrorwhenairbearingguidemovingalongthesurfaceo

7、fthestaticguiderailundertwostatesofaeration(gaslubrication)andairless(dryfriction).Forthesakeofresearchingtheerroraveragingeffectofairbearingguideinacompletetwo-dimensionalplanemodel,thefractalinterpolationsurfacemethodwasusedtosimulatetheuppersurfaceofthestaticguide,andtherelatedin

8、formationofthesurfa