一、用于激光微细加工系统的三自由度并联平台研究（论文文献综述）
付强[1]（2021）在《抓取机器人系统设计及实现》文中研究指明21世纪,随着工业智能化概念的提出,实现自动化作业是工业发展的大势所趋。传统制造业面临着产业转型的难题,加快产业转型、机器人技术研发是目前高端制造业发展的重中之重。本文以基于干粘附的抓取机器人为研究对象,针对其结构、运动学及控制系统等方面展开研究。对抓取机器人关键技术尤其是实现对形状不规则、材质不一物体的快速精准抓取技术是该研究领域的难题。首先,针对现有抓取机构通常只有两个自由度完成抓取作业,其抓取灵活性差、耗时耗力,适用范围有较大局限性的普遍问题,立足于本课题要求确立总体设计方案。根据目标物形状尺寸及机器人性能指标要求,研制出一套抓取机器人系统。该抓取机器人系统包括三自由度进给机构、微调机构和粘附平台,三自由度进给机构即粗调机构包括回转运动模块、水平运动模块和竖直运动模块,能够分别驱动微调机构及粘附平台做回转运动、水平运动和竖直运动;微调机构辅助粘附平台向下微移动并逐渐逼近接触上目标物,同时可自适应调节以贴合物体曲面,进而实施对目标物的抓取工作。其次,为确保机器人结构与运动的可靠性,借助Workbench软件对关键性零件实施静力学分析,完成优化设计。对样机模型完成动态特性分析,以有效规避共振现象的发生。同时采用D-H方法建立机器人运动学模型并求解正逆运动学,将有助于控制系统的软件研发工作。然后,基于其驱动系统搭建控制系统总体方案,确定采用运动控制卡嵌入PC机型的开放式控制系统,并依据主从式两级控制结构,设计了伺服驱动、上位机、运动控制卡及控制柜等硬件系统。同时调用动态链接库DLL中的函数进行了伺服系统、运动状态检测、多轴运动规划和安全辅助功能模块的软件开发设计,综合阐述该抓取机器人控制系统工作流程。最后,依据课题研究指标,设计了四个实验:XYZ三方向满行程运动耗时实验、末端位置运动范围测试实验、末端位置调整精度测试实验及机器人抓取物体评估实验,验证了各项性能指标符合课题要求。同时得到X轴、Y轴、Z轴双向重复定位精度R分别为1.1294mm、1.1007mm、1.4869mm,抓取重物质量可达30Kg,由此验证了机器人软硬件系统稳定可靠,可实现货物的搬运回收工作,对今后不规则曲面货物回收问题的研究工作起着积极推动作用。
邓杰[2]（2020）在《四足致动型三自由度压电驱动器及其运动特性研究》文中指出多自由度超精密驱动与定位技术是超精密制造、机器人、光学仪器和生命科学等领域的一项共性支撑技术,已成为高端装备向高精尖方向发展的核心和关键技术之一。上述领域的快速发展对驱动与定位系统的精度、行程和自由度等指标提出了苛刻的要求,共性的需求是要求系统具备大尺度运动范围、纳米级精度和多自由度输出等能力,对部分指标的需求甚至超过了现有驱动技术所能达到的极限值。利用压电材料逆压电效应工作的压电驱动技术,可实现纳米级分辨力,同时具有出力大、响应快、电磁兼容性优异等特点,可应用于多种超精密驱动系统,且部分已实现商业化应用。然而,现有压电驱动技术依然存在大尺度、纳米级精度和多自由度输出无法兼顾的共性难题。针对这一瓶颈,本文基于仿生学原理提出了一种四足致动型三自由度压电驱动器,模仿四足生物“摆动”、“行走”和“奔跑”三种不同的运动方式,提出了适用于该压电驱动器的三种致动模式:直接致动模式、行走致动模式和惯性致动模式;三种致动模式下的机械输出能力范围具备互补和交叉的特点,通过不同致动模式的灵活切换,可实现兼顾大尺度和高精度的运动输出。此外,基于四足生物多运动方式规划了驱动器直线及旋转自由度输出对应的步态运动方案,提出了三自由度输出对应的三种运动策略,通过三种运动策略的灵活切换实现了三自由度输出（平面内两自由度直线和单自由度旋转）。最终,本文所提出的四足致动型三自由度压电驱动器达到了兼顾大尺度、纳米级精度和三自由度输出的致动目的,为多自由度大尺度超精密驱动提供了一种切实可行的新方案。通过分析各致动模式及运动策略的致动原理和工作要求,提出了适用于四足致动型三自由度压电驱动器构型的设计流程,确定了压电驱动器的基本构型。利用Timoshenko梁理论、Galerkin离散理论及Lagrange方程,建立了单个压电腿的动力学模型;基于摩擦理论和二维接触理论,建立了驱动腿与工作面的接触模型;整合驱动腿动力学模型及驱动足与工作面的接触模型获得了整个压电驱动器的动力学模型,进而完成驱动器构型的优化设计,最终确定了其结构尺寸及材料参数。研制了四足致动型三自由度压电驱动器样机,对其运动特性进行了测试,实验结果表明:该驱动器具备平面三自由度驱动能力（平面内两自由度直线和单自由度旋转）;在直接致动模式下的运动范围为6.4μm×6.4μm×79.2μrad,线位移分辨力优于16nm,角位移分辨力优于0.198μrad;在行走致动模式下实现了工作面内任意位置的大范围运动,线位移分辨力优于0.1μm,负载可达35kg;在惯性致动模式下获得了3.65mm/s的最大运动速度,线位移分辨力优于1μm;三种致动模式下的输出特性具备了互补和交叉的能力。所测试的运动特性表明,该驱动器实现了平面三自由度大尺度纳米级分辨力且具有大负载能力,具备了“一机多能”的特点。最后,将所设计的驱动器用于构建一种平面大行程纳米定位平台,建立了面向驱动器多致动模式的协调控制策略,设计了多致动模式之间的切换控制器,根据不同的输出目标自动选取不同的致动模式。开展了平台的机械输出特性测试实验,实验结果表明:该平台的工作范围为15mm×15mm,闭环定位精度优于±20nm,实现了平面二维大尺度工作范围内的纳米级定位。相关测试结果表明,该大行程纳米定位平台在超精密制造、光学器件调姿和细胞操控等领域均具备了应用潜力。
孔一璇[3]（2020）在《光学镜面研抛机器人精度设计及运动学参数标定研究》文中指出随着信息时代的到来,现代光学系统正朝着大口径、高精度、高分辨率的方向快速发展,其中光学镜面以优越的光学性能在国家安全和科学发展的战略性重大部署中均占据着重要地位。随着对光学镜面精度的要求日益增长,相关的光学镜面加工装备也在不断更新进步。在并联机构的基础上结合串联机构,使其兼具刚度高、响应速度快、累积误差小以及运动范围大等优点,更加适合用于大型光学镜面的加工。本文以一种三自由度并联机构和二自由度转头组成的混联机构作为光学镜面研抛机器人的主体,考虑到并联机构的运动精度对镜面加工质量有着重要的影响,因此本文研究了机器人并联部分的误差建模、精度设计、运动学参数标定以及针对运动精度等性能的尺度优化等方面的内容,并通过数值仿真和实验验证了所建立模型的准确性和研究方法的有效性。主要研究内容如下:（1）研究了研抛机器人并联部分的误差建模方法并进行了误差分离:首先,利用闭环矢量法对机器人的串并联部分进行运动学建模并对研抛盘位置进行求解;然后,在对并联部分中的球副进行优化的基础上,对机构中各个运动副内的几何误差源进行分析;最后,基于矢量法建立误差映射模型,并且实现模型中可补偿误差源与不可补偿误差源的分离,为后续对误差源进行精度分析以及对末端位姿误差进行补偿提供理论基础。（2）研究了研抛机器人并联部分的精度设计方法并进行了数值仿真:首先,将各几何误差源对末端位姿误差的影响程度进行分析并确定主要误差源,建立误差灵敏度模型,将动平台运动精度对各个误差源的敏感程度在设计空间内的分布情况进行定量分析;然后,对各几何误差进行随机采样,将其综合影响下的动平台误差值分布概率进行仿真分析,此外对动平台在设计空间内的最大误差分布情况进行仿真分析,为后续的研抛轨迹规划提供理论依据;最后,建立总体成本模型,基于量子粒子群优化算法对误差源进行精度综合研究,并利用蒙特卡洛模拟对几何误差源公差分配结果的合理性进行验证。（3）研究了研抛机器人并联部分的运动学参数标定方法并进行了实验验证:首先,根据几何误差源的分析以及可补偿误差源的分离结果,确定待标定的几何误差参数并建立标定模型;然后,通过实验测量多组动平台位姿,分别采用最小二乘法以及改进主元加权迭代法进行参数辨识,并对辨识的误差率进行对比分析;最后,基于参数辨识结果对动平台的位姿误差进行补偿,并通过MATLAB软件对标定前后的误差值进行仿真对比,验证了误差映射模型建立的准确性以及运动学标定方法的有效性。（4）研究了研抛机器人精度等运动学性能和动力学性能并以此为基础实现了多目标尺度优化:首先,定义运动灵巧度、位姿精度、驱动力矩以及惯量耦合强度等性能指标,对各项指标在设计空间内的变化规律进行仿真分析,并确定各项性能与机构尺寸参数的相关性;其次,在确定优化设计变量的基础上,根据工作空间分析结果以及各构件的尺度范围设置约束条件,并通过线性加权法建立多目标优化模型;然后,利用MATLAB的遗传算法工具箱对目标函数进行优化计算,获得令机器人运动性能最优的一组尺度参数;最后,根据机构的尺度优化结果,将优化前后的各项运动性能进行对比分析,验证了优化结果的准确性并为研抛机器人的设计工作提供理论依据。本论文共有图55幅,表14个,参考文献99篇。
吕秉锐[4]（2020）在《面向结构型表面的振动辅助抛光工艺与装置的研究》文中指出振动辅助加工技术作为目前最具有发展前景的先进加工技术之一,被广泛应用在具有复杂结构的自由曲面超精密加工之中。基于此技术的三维振动装置常常作为振动辅助设备来改善传统设备的机械加工性能,用来加工多种难以加工的材料以及超精密微结构表面等。在振动辅助加工技术不断的发展过程中,对精度、效率等提出了更高的要求。针对这种需求,本文设计了一种三维振动辅助加工系统来实现复杂的结构型表面加工,主要研究内容如下:（1）为了提高振动辅助加工系统精度和避免加工过程中的力扰动问题,本文共设计了两种三维振动装置。其中一种控制简单,相对输出高刚度较高;另一种为轴对称结构运行精度较高。采用全柔度矩阵法（MCM）、有限元法对三维振动装置的静力学性能进行了分析。然后,利用能量法、有限元法及实验的手段对装置进行了动力学分析。最后,采用这两种装置辅助数控机床搭建起了两套三维振动辅助加工系统。（2）针对结构型表面的加工,本文提出了结构型表面的加工路径规划方法,探究了影响工件表面的加工路径的主要因素。通过仿真讨论了振动参数对装置输出轨迹的影响规律,阐述了各因素对于工件表面加工路径的表面覆盖率、均匀程度等影响规律。提出了一种工具路径规划方法,建立了加工路径和工具路径之间的数学模型,揭示了不同工具和工件对加工路径的影响规律,验证工具路径方法的普适性。最后,建立了振动辅助加工结构型表面的理论模型,探讨了各因素对生成结构形貌和尺寸的影响规律。（3）通过实验对三维振动辅助加工系统核心部件即三维振动装置进行了动力学、输出响应、直线性能、解耦性能等主要性能进行了测试。实验表明其动力学性能与理论动力学仿真性能一致,装置具有较高的精度和灵敏度。同时给出了几组空间实测轨迹,并且利用已搭建好的三维振动辅助加工系统实施了三维振动辅助刻划和三维振动辅助铣削和抛光等实验。在铝合金工件上成功制备了具有明显周期性结构的表面纹理。本文通过对三维振动辅助加工系统理论分析和实验研究,主要得出如下三个结论:（1）本文设计的三维振动装置相对于传统的微动装置具有输出刚度高、精度高和输出频率高的特点,能够减少输出端受加工力扰动问题。（2）本文所设计的新型三维振动装置具有轴向对称结构,表征其在力学性能上呈现轴对称形式。此外轴对称结构有利于装置运行精度的提高。压电陶瓷置于运动机构外侧,减少了运动质量,使得其具有较高的固有频率（3）针对结构型表面加工建立了路径规划方法、工具路径生成方法,提出了结构型表面生成理论,揭示了加工参数与结构成形的内在关系。
杨悦[5]（2019）在《高速纳米定位平台研制与试验研究》文中研究指明微纳检测操作系统是一种用于微纳米尺度操作和检测的设备,具备纳米精度位移、力施加与检测的能力。其广泛应用于高精度测量光、机、电等生物与物理信息。随着纳米技术的发展,更多的领域将实现纳米尺度的实验研究。现有的微纳检测与操作系统在高速测量和操作中存在严重不足,其主要原因之一为其结构设计中使用的纳米定位平台固有频率较低,难以实现高速运动。为了解决这一科学技术难题,本文提出一种新式的纳米定位平台的设计与控制方法。采用新型的T型柔性铰链结构。通过两端固定梁中心旋转的方式,极大压缩了柔性铰链结构尺寸。在该新型柔性机构构型下优化铰链刚度在合理的范围内,极大提高了纳米定位平台的结构紧凑性。根据动平台运动过程中不同铰链的受力形式,通过适当提高短板板簧铰链厚度有效地增加铰链的刚度,进而提高了定位平台的固有频率。适当增加柔性铰链的宽度并缩短长度,从而有效地提高了铰链导向机构的轴向稳定性,进而为定位平台的运动平稳性提供了可靠保障。纳米定位平台的运动部分仅为动平台和铰链,无附加质量降低动平台的固有频率,保证了定位平台在机械结构上能够满足高速运动的要求。同时,柔性铰链的设计过程中使用了相对容易加工的宽铰链尺寸,降低纳米定位平台对于加工误差的灵敏度。通过减少纳米定位平台开孔数量从而有效的减少了线切割下丝次数。以上因素降低了高速纳米定位平台的加工难度,保证了加工精度及加工件成品率。对该高速纳米定位平台进行理论建模,利用柔度矩阵方法建立纳米定位平台的刚度理论模型,为纳米定位平台铰链参数的选择提供依据。使用有限元静态仿真软件得到纳米定位平台的刚度,验证理论的正确性,分析误差产生的原因并改进参数。通过对该纳米定位平台的模态仿真,得到该纳米定位平台的动态特性,得到XYZ三个运动方向的固有频率,并优化了设计参数。本文提供了高速纳米定位平台的完整设计理论和实践方法,充分测试了纳米定位平台的定位精度,动态响应速度,以及信号跟踪能力。应用FPAA可编程模拟门阵列控制器硬件控制策略实现高速PI闭环运动控制,实现了高精度高速的位置控制,开展了AFM高速扫描实验研究。仿真和实验表明,该纳米定位平台具有优良的静动态性能,同时具备低耦合误差和高定位精度的特点。将其应用于高速原子力显微镜系统中,扫描实验图像表明该纳米定位平台在FPAA闭环控制策略能高速扫描得到稳定而精确的图像。
赵春霖[6]（2019）在《一种过约束五自由度混联机器人误差补偿与标定实验研究》文中研究说明混联机器人综合了串联机器人与并联机器人的优点,具有刚度高,工作空间大,累积误差小等特点。然而精度不足的问题依然是影响着混联机器人不能推广应用的关键,由于混联机器人在加工和装配时产生的误差对机器人末端精度产生的影响均不是线性的,且极难测量,所以运动学标定的方法是提高混联机器人末端精度的有效方法之一。本文以2RPU/UPR+RP型过约束混联机器人作为研究对象,围绕着混联机器人误差补偿与标定问题进行了理论分析,仿真验证以及实验研究等工作。本文首先对2RPU/UPR+RP过约束混联机器人进行运动学反解分析,随后分析影响混联机器人末端精度的26项几何误差的来源,并对提高混联机器人精度的方法进行研究。为了方便混联机器人的调试与分析误差,基于Solidworks软件的API接口进行混联机器人的二次离线系统开发,实现自动化装配、修改位置信息和输出文件等功能,为下一步的标定研究提供方便。其次,通过混联机器人各误差源对精度的影响系数分析,得出对混联机器人末端位置影响较大的误差参数,并依此对混联机器人首先进行零点位置误差标定理论分析。分别采用基于闭环矢量链法和遗传算法对并联部分进行零点位置误差标定理论分析,采用平面拟合的方法对串联部分进行零点位置误差标定,根据标定原理选用外部测量元件激光跟踪仪器作为位姿测量仪器,并以三组算例进行仿真分析,验证了基于遗传算法的零点位置误差辨识结果优于基于闭环矢量链法辨识结果。再次,为进一步提高混联机器人的末端定位精度,对混联机器人进行全标定分析,同样分别采用基于闭环矢量链法和遗传算法对并联部分进行全标定理论分析,采用轴线拟合的方法对串联部分进行全标定理论分析。通过对误差补偿原理的研究,采用修正运动学参数的方法对本文研究的混联机器人进行误差补偿,并给出一组仿真算例进行验证。最后,基于FAGOR CNC8070控制器搭建了混联机器人的控制系统,并进行控制器参数的调整、运动学算法的嵌入以及反向间隙的补偿。使用Leica AT901激光跟踪仪对混联机器人进行标定实验,通过遗传算法辨识出误差参数并补偿至运动学参数中。根据国家标准,使用安捷伦5529A激光干涉仪对混联机器人的X轴、Y轴和Z轴展开精度测量实验。通过测量实验得到的数据分析,经过标定后混联机器人的定位精度与重复定位精度均有不同程度的提高,并加工了两组零件。
于焱[7]（2019）在《锆基金属玻璃工件运动电解线切割试验研究》文中认为金属玻璃具有独特的原子、电子结构和优良的材料性能,在微细与精密加工领域已展现出广阔的应用前景,也已经被用于微机电系统（MEMS）中高性能微结构与部件的制造。但在微加工过程中温度和压力会对金属玻璃的非晶结构产生影响,进而影响到材料本身的性能。目前对金属玻璃的微加工技术仍不成熟。微细电解加工技术具有加工无热影响区、无应力、电极无损耗、易于实现微细加工等优点,在此基础上采用微米级金属丝作为工具阴极的微细电解线切割加工技术,具有微细电解加工技术优势的同时,还能通过阴极与阳极较为简单的相对运动加工出复杂三维微结构,是极具前景的一种微细制造技术。将微细电解线切割技术与锆基金属玻璃的微细加工相结合可以得到优良的工艺效果。主要研究内容包含以下几个部分:1、针对传统微细电解线切割中运丝传质方式传质效率不高的问题,提出了采用工件运动传质方式进行微细电解线切割,介绍了其原理与特点,建立加工间隙内的流场模型,分析加工间隙内的流场分布与加工过程中的传质特性。2、测量了锆基金属玻璃在不同溶液中的极化特性曲线,在此基础上分析了锆基金属玻璃的电化学溶解特性,结果表明锆基金属玻璃在水溶液中极易产生钝化膜阻碍溶解的进行;电解液pH值对其溶解过程有较大的影响;Cl-提升了阳极极化过程中钝化膜的破裂和材料去除的速率。3、介绍了微细电解线切割试验研究的试验平台。设计了工件运动方式加工的专用电极夹具。对锆基金属玻璃工件运动电解线切割试验进行了初步的探究。结果表明稀盐酸溶液更适于锆基金属玻璃的加工;选用合理的参数可以加工出高精度高质量的微缝。4、针对高厚度工件的加工改造试验平台,并对高厚度锆基金属玻璃进行了加工试验研究。结果表明采用工件运动传质方式可以有效提升加工过程中的传质效率,加工间隙内的电解液更新鲜电场分布更均匀,从而提高加工效率与加工精度;选用合理的参数加工速度可以提升到0.2μm×s-1,并在500μm厚度的锆基金属玻璃上加工出深宽比13、标准差小于2.5的微缝,进一步加工出高精度高表面质量的复杂微结构。
赵东[8]（2018）在《面向光学抛光的六自由度混联机器人若干关键技术研究》文中进行了进一步梳理本文密切结合国家重大光学工程对超精密光学抛光工艺装备的需求,研究一种基于六自由度混联机器人的光学抛光工艺装备若干关键技术,包括高精度轨迹规划,装备布局与运动学分析,机器人运动学标定,以及数控系统设计的相关理论和方法,并通过实验全面验证了所提出理论与方法的正确性和有效性,旨在为这种工艺装备在光学元件高质高效抛光中的应用奠定重要的技术基础。全文主要研究内容如下:在轨迹规划方面,提出虑及波动特性的最优驻留时间确定方法;求解三次B样条抛光路径控制点坐标的高效算法,以及通过迭代修正进给率保证驻留时间实现精度的运动规划方法,形成了一套基于驻留时间最优实现的抛光轨迹规划方法。仿真结果表明,所提出的方法可使被抛光元件的PV值（RMS值）与理论计算值之间的误差率由传统线性插补方法时的10.1%（7.8%）降低至0.8%（0.6%）。在装备布局与运动学分析方面,提出采用六自由度混联机器人+行星抛光执行器搭建光学元件小磨头数控抛光工艺装备的布局方案,建立了规格化的位置逆解模型和可达空间半解析模型,并由此剪裁出可满足500 mm?500 mm口径非球面光学元件抛光作业需求的任务空间。在机器人运动学标定方面,借助旋量理论提出一种建立串联运动链几何误差模型的通用方法,并据此构造出抛光机器人的全参数几何误差模型;提出一种首先重构列满秩的辨识矩阵,然后采用Liu估计辨识几何误差参数的方法,有效解决了因复共线性引起的辨识矩阵病态问题;提出一种首先补偿驱动关节零点误差,然后修正抛光执行器数控指令的误差补偿策略,形成了“粗标定+精标定”流程。仿真结果表明,采用Liu估计所辨识误差参数的总标准差低于采用普通最小二乘法的63.9%,使得精标定后位置（姿态）体积误差最大值和平均值分别较普通最小二乘法降低了23.1%（37.5%）和20.0%（11.1%）。在数控系统设计方面,采用面向构件的软件工程思想提出一种面向光学抛光加工工艺需求的数控系统软件体系结构,具有良好的封装性和可复用性。提出包括需求分析、体系结构设计、构件库搭建和系统生成四个递进环节的机器人专用化数控系统软件设计流程。所开发的抛光机器人数控系统专用软件具备工艺参数设置、控制器参数整定、几何误差补偿和轨迹插补等功能,可满足光学抛光工艺装备的应用需求。基于上述所提方法和流程,在抛光机器人样机上开展了全面实验验证。实验结果表明,抛光机器人的位置体积和姿态体积定位精度分别达到0.06 mm和0.05 deg。经过5次迭代加工之后,元件的PV值和RMS值分别从5.36μm和0.75μm收敛至1.84μm和0.20μm,加工效率和质量满足了光学抛光工艺的要求。本文研究成果已成功用于一台面向光学抛光的混联机器人样机开发。
李炜[9]（2018）在《微细加工机床关键部件结构优化及动态性能控制方法研究》文中认为微细机械加工技术是制造高性能零件的关键技术之一。高性能零件的加工精度和表面质量制约了高端装备的性能与水平。目前在微细机械加工领域,我国与世界先进国家有很大差距,加快微细加工机床及其关键技术研究,对提高我国高端装备制造的国际竞争力具有重要意义。本文以微细加工机床动态性能优化为目标,在机床整机动态性能分析基础上进行了微细加工机床关键功能部件的优化设计和动态性能主动控制研究,论文的主要内容如下:1.根据课题需求研制适用于惯性导航关键件整体式双平衡环挠性接头细颈加工的立式微细加工机床。创新设计了一种新型的沙发式床身结构（Sofa Style Machine Bed Structure,SMBS）,不但使机床整机重心降低40mm以上,而且减少机床刀尖处静态总变形量,同时满足了竖直液体静压滑台的安装需求。2.提出了基于整机动态特性分析的部件辨识方法（Component Identification based on Dynamic Characteristics Analysis,CIDCA）和基于灵敏度分析的部件优化方法（Optimization of Component based on Sensitivity Analysis,OCSA）。通过分析相关连接结合面压力分布对螺栓布局进行优化,有效地提高了机床支撑件连接结合面接触压力及机床整机刚度。3.根据微细加工机床的振动特性研制了串联式二自由度主动减振平台和二级主动隔振平台。串联式二自由度主动减振平台解决了传统的并联式平台存在的两个运动轴的运动干涉问题,实现了运动学解耦,降低控制算法复杂程度,提高控制精度。设计的二级主动隔振平台,兼顾主动隔振与被动隔振的优点,重点提高对难以隔离的低频振动的衰减量。4.基于线性矩阵不等式（LMI）优化方法,将切削力视为对系统的外界干扰,以工件振动量为控制目标,设计了具有输出约束的多目标主动减振控制算法（Constrained Multiple Objective Active vibration Control Algorithm,CMOACA）。基于滤波最小均方算法（Filtered Least Mean Squre,Fx-LMS）和作动器特性,设计了改进的Fx-LMS主动隔振算法,并通过工程实验验证了算法的有效性。微细加工机床设计及关键部件优化和研制的主动振动控制平台,已在微细加工机床上得到应用,实现了机床动态性能和加工质量的提升,机床的前三阶固有频率均提高了10%以上,整机在X,Y和Z三个方向的最大共振位移分别减小了8.6%,6.4%和10.1%。减振平台与隔振平台在相应控制算法的控制下,实现微细加工在水平方向振动衰减量达到20%,在竖直方向振动衰减量达到30%,为高质量、高效率微细加工提供了新装备。
徐鹏[10]（2018）在《基于六自由度串并联机构的自由曲面抛光机床研究》文中进行了进一步梳理提高加工质量和效率,充分满足产品的生产需求是制造技术发展永恒的主题。目前,自由曲面抛光仍以手工加工为主,加工效率低、抛光精度不高并且稳定性差。为此,本论文以研制一台自由曲面自动化抛光装备为中心,结合超精密抛光技术、串联机器人技术、并联机器人技术、数控加工技术,提出一种新型串并联抛光机床的设计方案,开展串并联机构的运动学、静刚度、误差标定以及离线编程等理论分析和研究。在此基础上,完成一台串并联抛光机床的设计、搭建和调试工作,并通过标定实验和抛光实验,验证理论分析的正确性以及机床的有效性。全文的理论、应用研究内容以及成果主要包括以下几个方面:从自由曲面抛光的任务需求出发,提出一种基于六自由度串并联机构的抛光机床设计方案,主要包括实现抛光工具姿态调整的两自由度串联机构、实现工件位置调整的三自由度并联机构以及为方便抛光回转曲面而提供冗余转动的附属支链。抛光工具采用柔性球形抛光头,安装时其球心与串联机构两正交转轴轴线的交点重合,使得多轴联动过程中抛光工具相对工件的位置调整和姿态调整具有解耦特性。考虑到方案中并联机构和串联机构在结构上的独立性以及运动上的解耦性,分别基于空间闭环矢量法和指数积公式,系统地分析并联机构和串联机构的位置、速度、奇异性、工作空间以及灵巧性等运动学特性。由于机床采用卧式布局,提出一种考虑运动零部件重力影响的串并联机床静刚度半解析建模方法。通过将串并联机构依次在主动关节和被动关节处断开,把整机分解为若干个子装配体,每个子装配体包含一个或一组主动关节或被动关节,考虑到机床末端外载荷及各运动零部件重力影响,通过静力学分析分别求解各关节处的约束力。利用有限元法构造各子装配体在其局部坐标系中的柔度矩阵,再通过虚功原理分别求出各子装配体弹性变形对机床末端变形的影响。在小变形的前提下,借助线性叠加原理求出所有子装配体弹性变形导致的机床末端总变形,进而得到考虑重力影响的串并联机床整机刚度模型。为了补偿机床的几何误差,提出一种基于球杆仪测量距离信息的串并联机床几何误差综合标定方法。基于空间闭环矢量法和指数积公式,分别建立并联机构和串联机构的误差模型,并将影响末端位置误差和姿态误差的误差源分离。基于球杆仪的测量原理,借助并联机构和串联机构的位置误差模型,建立整机几何误差和球杆仪长度变化值的之间的映射关系,并通过理论分析去掉误差向量中的冗余项,得到包含全部独立参数的误差模型,进而可通过最小二乘法快速准确辨识出误差参数。通过修正机床操作空间中的位姿的方法,提出一种分步解耦的误差补偿策略,避免实际并联机构和串联机构联动过程造成的位姿耦合问题,简化误差补偿模型。为了实现抛光程序的编制,提出一种包含几何误差补偿功能的串并联机床数控程序离线编程方法。针对抛光的工艺特点,基于曲面信息、抛光策略、抛光轨迹、工艺参数等,研究工件坐标系中抛光头刀位文件生成算法。结合机床的几何误差补偿策略和理论运动学模型,开发带有误差补偿功能的串并联抛光机床专用后置处理模块,将机床操作空间内修正后的刀位文件转换为机床各独立驱动关节的运动。考虑数控系统特性,将各驱动关节的运动数据进行格式转换,并添加相应的辅助信息,生成多轴联动数控程序。基于上述方法,开发一套离线编程软件,实现被抛光曲面、工艺参数向数控程序的直接转换。根据所提出的串并联抛光机床的设计方案,对机床的机械系统、控制系统以及电气系统的进行详细设计和选型工作,在此基础上搭建一台六自由度串并联抛光机床,完成系统集成及整机调试工作。针对所搭建的机床,利用球杆仪开展误差标定实验,辨识出机床的几何误差。选择合理的抛光工艺参数,借助开发的离线编程软件,生成加工程序并控制机床多轴联动实现平面和马鞍形曲面抛光。实验过程中抛光头相对工件能够按照规划的轨迹运动,压缩量稳定,验证运动学标定算法和离线编程方法的正确性。实验结果表明抛光后不同材料、不同面型的零件表面粗糙度和最大轮廓高度均大幅度降低,验证机床的有效性和实用性。
二、用于激光微细加工系统的三自由度并联平台研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、用于激光微细加工系统的三自由度并联平台研究（论文提纲范文）
（1）抓取机器人系统设计及实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 抓取机器人研究现状 |
| 1.2.1 干粘附技术 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 国外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 第二章 抓取机器人本体结构设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机器人结构方案设计 |
| 2.2.1 功能分析及性能指标 |
| 2.2.2 机械臂设计要点 |
| 2.2.3 机器人结构方案确定 |
| 2.3 机器人构型设计 |
| 2.3.1 粗调机构设计 |
| 2.3.2 微调机构设计 |
| 2.3.3 粘附平台分析 |
| 2.4 机器人整机设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 机器人结构与运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 机器人结构分析 |
| 3.2.1 结构分析概述 |
| 3.2.2 关键零件静力学分析 |
| 3.3 动态特性分析 |
| 3.3.1 理论分析 |
| 3.3.2 模态分析 |
| 3.4 机器人运动学研究 |
| 3.4.1 运动学问题概述 |
| 3.4.2 位姿描述 |
| 3.4.3 连杆变换与运动学方程 |
| 3.4.4 运动学模型的建立 |
| 3.4.5 机械臂的正运动学分析 |
| 3.4.6 机械臂的逆运动学分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 机器人控制系统硬件搭建与软件设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 控制系统总体方案设计 |
| 4.3 伺服控制系统硬件搭建 |
| 4.3.1 硬件系统搭建思想 |
| 4.3.2 伺服驱动系统研究 |
| 4.3.3 上位机 |
| 4.3.4 运动控制卡 |
| 4.3.5 控制柜电气设计 |
| 4.4 控制系统软件总体方案设计 |
| 4.5 控制系统软件设计 |
| 4.5.1 Visual C++调用库函数 |
| 4.5.2 软件功能模块设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 机器人系统实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 样机性能验证测试实验 |
| 5.2.1 XYZ三方向满行程运动耗时实验 |
| 5.2.2 末端位置运动范围测试实验 |
| 5.2.3 末端位置调整精度测试实验 |
| 5.2.4 机器人抓取物体评估实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 全文总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介与攻读硕士期间的主要研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（2）四足致动型三自由度压电驱动器及其运动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究意义 |
| 1.2 压电驱动器概述 |
| 1.2.1 压电驱动器分类 |
| 1.2.2 不同类型压电驱动器的特性分析 |
| 1.3 多自由度压电驱动器研究现状 |
| 1.3.1 串联型多自由度压电驱动器 |
| 1.3.2 并联型多自由度压电驱动器 |
| 1.3.3 多自由度压电驱动器特性分析 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 四足致动型三自由度压电驱动器致动原理分析及构型设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 四足致动型三自由度压电驱动器总体构型规划 |
| 2.3 四足致动型三自由度压电驱动器致动原理 |
| 2.3.1 直接致动模式 |
| 2.3.2 行走致动模式 |
| 2.3.3 惯性致动模式 |
| 2.4 四足致动型三自由度压电驱动器构型设计 |
| 2.4.1 驱动腿构型设计 |
| 2.4.2 驱动器整体构型设计 |
| 2.5 四足致动型三自由度压电驱动器激励方法 |
| 2.5.1 直接致动模式下的激励方法 |
| 2.5.2 行走致动模式下的激励方法 |
| 2.5.3 惯性致动模式下的激励方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 四足致动型三自由度压电驱动器的动力学特性分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 四足致动型三自由度压电驱动器系统动力学模型 |
| 3.2.1 驱动腿动力学模型 |
| 3.2.2 驱动器与工作面接触模型 |
| 3.2.3 驱动器动力学模型整合 |
| 3.3 四足致动型三自由度压电驱动器构型优化 |
| 3.4 驱动器三种致动模式下动力学特性仿真分析 |
| 3.4.1 直接致动模式下动力学特性 |
| 3.4.2 行走致动模式下动力学特性 |
| 3.4.3 惯性致动模式下动力学特性 |
| 3.4.4 驱动器三种致动模式下的动力学特性分析及对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 四足致动型三自由度压电驱动器样机研制及其运动特性测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 驱动器实验测试系统构建 |
| 4.2.1 驱动器样机研制 |
| 4.2.2 实验测试平台搭建 |
| 4.3 驱动腿运动特性实验研究 |
| 4.4 驱动器三种致动模式下的运动特性实验研究 |
| 4.4.1 直接致动模式下的运动特性 |
| 4.4.2 行走致动模式下的运动特性 |
| 4.4.3 惯性致动模式下的运动特性 |
| 4.4.4 驱动器三种致动模式下的运动特性分析及对比 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 四足致动型压电驱动器在大行程纳米定位平台中的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于四足致动型压电驱动器的大行程纳米定位平台 |
| 5.3 多致动模式下平台开环输出特性 |
| 5.3.1 行走致动模式下开环输出特性 |
| 5.3.2 直接致动模式下开环输出特性 |
| 5.4 多致动模式下平台闭环输出特性 |
| 5.4.1 行走致动模式下闭环输出特性 |
| 5.4.2 直接致动模式下闭环输出特性 |
| 5.5 多致动模式协调控制下平台输出特性 |
| 5.6 大行程纳米定位平台线性输出特性改进 |
| 5.7 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）光学镜面研抛机器人精度设计及运动学参数标定研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 2 运动学误差建模及分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 机构简介 |
| 2.3 运动学位置分析 |
| 2.4 运动学误差建模 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 精度设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 末端位姿精度分析 |
| 3.3 误差灵敏度分析 |
| 3.4 基于量子粒子群优化算法的精度综合研究 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 运动学参数标定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 标定模型构建 |
| 4.3 位姿测量 |
| 4.4 参数辨识 |
| 4.5 误差补偿 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 多目标尺度优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 优化指标性能分析 |
| 5.3 尺度优化模型构建 |
| 5.4 多目标优化求解 |
| 5.5 优化结果验证 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（4）面向结构型表面的振动辅助抛光工艺与装置的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 振动辅助加工研究背景及意义 |
| 1.1.1 背景及意义 |
| 1.1.2 课题的来源 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 微结构表面制备方法的研究现状 |
| 1.2.2 振动辅助加工装置的研究现状 |
| 1.2.3 振动辅助加工工艺规划的研究现状 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 三维振动装置的设计与分析 |
| 2.1 一种高输出刚度的三维振动装置结构设计与分析 |
| 2.1.1 原理及结构设计 |
| 2.1.2 全柔度矩阵法静力学分析 |
| 2.1.3 有限元静力学分析 |
| 2.1.4 能量法动力学分析 |
| 2.1.5 有限元动力学分析 |
| 2.2 一种对称式三维振动装置的结构设计与分析 |
| 2.2.1 原理及结构设计 |
| 2.2.2 静力学分析 |
| 2.2.3 动力学分析 |
| 2.3 章节小结 |
| 第三章 振动辅助加工结构型表面的工艺研究 |
| 3.1 结构型表面加工路径规划 |
| 3.1.1 三维振动辅助加工系统 |
| 3.1.2 局部振动轨迹分析 |
| 3.1.3 基于投影法的振动辅助加工路径规划方法 |
| 3.1.4 加工路径仿真 |
| 3.2 工具路径生成方法 |
| 3.2.1 工具形貌对于工件表面的影响 |
| 3.2.2 工具路径建模 |
| 3.2.3 工具路径生成仿真 |
| 3.3 振动辅助加工生成表面的理论研究 |
| 3.3.1 加工过程与生成表面建模 |
| 3.3.2 结构型表面生成仿真 |
| 3.3.3 结构影响因素分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 振动装置性能测试与振动辅助加工实验 |
| 4.1 高输出刚度三维振动装置性能测试 |
| 4.1.1 固有频率测试 |
| 4.1.2 输出响应测试 |
| 4.1.3 直线性能测试 |
| 4.1.4 三维振动测试 |
| 4.2 对称式三维振动装置性能测试 |
| 4.2.1 固有频率测试 |
| 4.2.2 输出精度测试 |
| 4.2.3 输出响应测试 |
| 4.2.4 解耦性能测试 |
| 4.2.5 回程误差测试 |
| 4.2.6 三维振动测试 |
| 4.3 振动辅助加工实验 |
| 4.3.1 振动辅助刻划实验 |
| 4.3.2 振动辅助铣削实验 |
| 4.3.3 振动辅助抛光实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间取得的科研成果和科研情况说明 |
| 致谢 |
（5）高速纳米定位平台研制与试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 高速微纳定位技术 |
| 1.3 微纳定位技术的应用 |
| 1.3.1 微纳成像技术的发展 |
| 1.3.2 微纳尺度操作技术 |
| 1.3.3 细胞研究检中应用的检测与操作技术 |
| 1.3.4 用于癌症研究中的微纳米操作机器人研究 |
| 1.4 论文的主要研究内容和结构 |
| 第二章 三自由度高速纳米定位平台的设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 高速纳米定位平台的设计 |
| 2.2.1 高速纳米定位平台原理设计 |
| 2.2.2 高速纳米定位平台材料选择 |
| 2.2.3 高速纳米定位平台的理论分析 |
| 2.2.4 高速纳米定位平台的机械结构设计 |
| 2.3 高速纳米定位平台相关附件设计 |
| 2.3.1 高速纳米定位平台测试用Z向平台 |
| 2.3.2 高速纳米定位平台的传感器支架设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高速纳米定位平台有限元仿真 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 三自由度纳米定位平台的有限元静态仿真 |
| 3.2.1 仿真参数设定 |
| 3.2.2 仿真模型网格划分 |
| 3.2.3 模型边界条件 |
| 3.3 三自由度纳米定位平台的有限元模态仿真 |
| 3.3.1 XY平台模态边界条件及实验结果 |
| 3.3.2 Z平台模态边界条件及实验结果 |
| 3.4 高速纳米定位平台参数 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 三自由度纳米定位平台的性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高速纳米定位平台加工 |
| 4.3 测试系统结构 |
| 4.4 系统性能测试 |
| 4.4.1 行程及耦合误差 |
| 4.4.2 分辨率测试 |
| 4.4.3 阶跃响应测试 |
| 4.4.4 轨迹跟踪性能测试 |
| 4.5 应变仪位移标定 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 纳米定位平台高速扫描实验 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 AFM高速成像系统配置 |
| 5.3 扫描系统工作原理 |
| 5.4 实验设备 |
| 5.5 AFM探针规格 |
| 5.6 AFM光杠杆系统 |
| 5.6.1 PSD光电位置传感器 |
| 5.6.2 光杠杆系统激光器选择 |
| 5.6.3 激光器及PSD位置调节台 |
| 5.7 实验用标准光栅选择 |
| 5.8 矩形光栅纳米定位平台扫描成像结果 |
| 5.9 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（6）一种过约束五自由度混联机器人误差补偿与标定实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景与意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 机器人概述 |
| 1.2.1 串联机器人发展现状 |
| 1.2.2 并联机器人发展现状 |
| 1.2.3 混联机器人发展现状 |
| 1.3 机器人标定方法研究 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第2章 混联机器人运动学分析及误差建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 混联机器人构型描述及位置反解分析 |
| 2.3 混联机器人误差来源及误差分析 |
| 2.3.1 机器人误差来源 |
| 2.3.2 提高混联机器人精度方法 |
| 2.3.3 混联机器人几何误差分析 |
| 2.4 混联机器人离线系统开发 |
| 2.4.1 基于Solidworks的二次开发原理 |
| 2.4.2 基于VBA的混联机器人建模二次开发 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 混联机器人零点位置误差标定方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 混联机器人误差影响系数分析 |
| 3.2.1 误差影响系数及测点规划 |
| 3.2.2 误差影响系数分析 |
| 3.3 2RPU/UPR并联机构零点位置误差标定 |
| 3.3.1 基于闭环矢量链法的2RPU/UPR并联机构零点位置误差标定 |
| 3.3.2 基于遗传算法的2RPU/UPR并联机构零点位置误差标定 |
| 3.4 基于激光跟踪仪的混联机器人位姿测量 |
| 3.4.1 基于激光跟踪仪的位姿测量原理 |
| 3.4.2 位姿测量算例仿真 |
| 3.5 单自由度摆头零位误差标定 |
| 3.6 算例仿真 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 混联机器人运动学全标定方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 2RPU/UPR并联机构全误差标定 |
| 4.2.1 基于闭环矢量链法的2RPU/UPR并联机构全误差标定 |
| 4.2.2 基于遗传算法的2RPU/UPR并联机构全误差标定 |
| 4.3 基于激光跟踪仪的单自由度摆头全误差标定 |
| 4.3.1 单自由度摆头全误差标定分析 |
| 4.3.2 刀具长度的标定 |
| 4.4 混联机器人误差补偿原理 |
| 4.5 算例仿真 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 混联机器人控制系统开发与标定实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 硬件系统搭建 |
| 5.2.1 控制系统逻辑结构 |
| 5.2.2 控制系统硬件结构 |
| 5.3 软件系统开发 |
| 5.3.1 控制系统参数调整 |
| 5.3.2 运动学算法嵌入 |
| 5.3.3 反向间隙补偿 |
| 5.4 基于激光跟踪仪建系方法描述 |
| 5.5 单自由度摇摆头标定实验 |
| 5.5.1单自由度摇摆头零点位置误差标定实验 |
| 5.5.2单自由度摇摆头全误差标定实验 |
| 5.6 2RPU/UPR并联机构误差标定实验 |
| 5.7 混联机器人定位精度评定 |
| 5.7.1 定位精度评定标准 |
| 5.7.2 混联机器人定位精度检测 |
| 5.8 零件加工实验 |
| 5.9 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）锆基金属玻璃工件运动电解线切割试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金属玻璃 |
| 1.1.1 锆基金属玻璃的特性 |
| 1.1.2 锆基金属玻璃的应用 |
| 1.2 微细加工技术 |
| 1.2.1 微细切削加工技术 |
| 1.2.2 LIGA技术和准LIGA技术 |
| 1.2.3 过冷液区成型技术 |
| 1.2.4 微细电火花加工技术 |
| 1.2.5 超短脉冲激光加工技术 |
| 1.2.6 超短脉冲激光加工技术 |
| 1.2.7 微细电解加工技术 |
| 1.3 微细电解线切割加工技术 |
| 1.4 课题研究意义及主要研究内容 |
| 1.4.1 课题研究意义 |
| 1.4.2 主要研究内容 |
| 第二章 锆基金属玻璃微细电解加工原理及试验系统 |
| 2.1 电解线切割的基本原理与特点 |
| 2.2 工件的非晶结构验证 |
| 2.3 锆基金属玻璃的电化学溶解特性 |
| 2.4 微细电解线切割加工试验系统 |
| 2.4.1 总体设计 |
| 2.4.2 电极装夹系统 |
| 2.4.3 工件的对刀 |
| 2.4.4 伺服进给及控制系统 |
| 2.4.5 超短脉冲电源 |
| 2.4.6 试验监测系统 |
| 2.4.7 电解液系统 |
| 2.4.8 隔振系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 工件运动传质原理及加工间隙内流场仿真研究 |
| 3.1 工件运动传质原理 |
| 3.2 加工间隙内的流场仿真研究 |
| 3.2.1 加工间隙内的数学模型 |
| 3.2.2 加工间隙内的流场模型 |
| 3.2.3 模型网格划分 |
| 3.2.4 工件运动传质过程中的流场仿真 |
| 3.2.5 运丝传质过程中的流场仿真 |
| 3.3 工件运动传质方式的优势 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 锆基金属玻璃工件运动电解线切割试验研究 |
| 4.1 微细电解线切割加工缝宽影响因素 |
| 4.2 电解液的选择 |
| 4.2.1 电解质对加工的影响 |
| 4.2.2 溶液浓度对加工的影响 |
| 4.3 锆基金属玻璃电解线切割基础试验研究 |
| 4.3.1 电压对加工效果的影响 |
| 4.3.2 脉冲周期对加工效果的影响 |
| 4.3.3 脉冲宽度对加工的影响 |
| 4.3.4 优化参数后的微缝加工 |
| 4.4 对锆基金属玻璃的高深宽比微缝结构加工试验研究 |
| 4.4.1 阳极运动模块的改造 |
| 4.4.2 工件往复运动频率对加工的影响 |
| 4.4.3 工件往复运动幅值对加工的影响 |
| 4.4.4 脉冲宽度对加工的影响 |
| 4.4.5 脉冲周期对加工的影响 |
| 4.4.6 工件运动传质方式对加工效率的提升 |
| 4.4.7 典型微结构的加工 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文工作总结 |
| 5.2 未来研究工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）面向光学抛光的六自由度混联机器人若干关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 字母注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究状况 |
| 1.2.1 面向驻留时间的抛光轨迹规划 |
| 1.2.2 机器人运动学标定 |
| 1.2.3 专用化数控系统设计 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第二章 基于驻留时间最优实现的抛光轨迹规划方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 小磨头抛光工艺简介 |
| 2.2.1 小磨头抛光的去除函数 |
| 2.2.2 小磨头抛光的加工流程 |
| 2.3 驻留时间的求解方法 |
| 2.3.1 驻留时间的数学模型 |
| 2.3.2 驻留时间的优化方法 |
| 2.4 抛光轨迹的路径规划 |
| 2.5 抛光轨迹的运动规划 |
| 2.6 计算机仿真 |
| 2.7 小结 |
| 第三章 系统简介与运动学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 抛光机器人结构简介 |
| 3.2.1 机器人本体结构简介 |
| 3.2.2 抛光执行器结构简介 |
| 3.3 抛光机器人的位置逆解分析 |
| 3.3.1 坐标系的建立 |
| 3.3.2 位置逆解模型 |
| 3.4 抛光机器人的工作空间分析 |
| 3.4.1 点C的可达位置空间 |
| 3.4.2 任务空间的裁剪 |
| 3.5 小结 |
| 第四章 抛光机器人的运动学标定方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何误差建模 |
| 4.2.1 串联运动链的几何误差模型 |
| 4.2.2 抛光机器人的几何误差模型 |
| 4.3 误差参数辨识 |
| 4.3.1 抛光工具的位姿误差测量 |
| 4.3.2 辨识矩阵的重构 |
| 4.3.3 参数辨识方法 |
| 4.4 误差补偿 |
| 4.5 计算机仿真 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 抛光机器人的数控系统软件设计方法 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 需求分析与开发工具简介 |
| 5.2.1 需求分析 |
| 5.2.2 开发工具简介 |
| 5.3 体系结构设计 |
| 5.4 模块构件化 |
| 5.4.1 构件库组成 |
| 5.4.2 典型专有构件 |
| 5.5 系统生成 |
| 5.5.1 主界面 |
| 5.5.2 程序加工 |
| 5.5.3 点动控制 |
| 5.5.4 执行器控制 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 综合实验 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 控制器参数整定实验 |
| 6.3 运动学标定实验 |
| 6.4 面型修整实验 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 全文结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（9）微细加工机床关键部件结构优化及动态性能控制方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景和研究意义 |
| 1.2 国内外相关研究的发展现状 |
| 1.2.1 微细加工机床的研究与发展 |
| 1.2.2 机床结构设计方法的研究 |
| 1.2.3 机床动静态特性分析的研究 |
| 1.2.4 机床关键部件优化设计方法的研究 |
| 1.2.5 机床振动控制方法的研究 |
| 1.2.6 相关研究存在的问题及分析 |
| 1.3 课题研究目标和主要研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 1.4 课题研究方法和技术路线 |
| 第二章 微细加工系统的总体设计研究 |
| 2.1 机微细加工机床总体设计要求 |
| 2.1.1 总体设计概述 |
| 2.1.2 机床总体设计要求 |
| 2.2 微细加工机床总体设计方案 |
| 2.2.1 总体设计方案概述 |
| 2.2.2 主要技术要求 |
| 2.3 机床关键部件设计 |
| 2.3.1 高精度运动部件 |
| 2.3.2 立柱结构设计 |
| 2.3.3 沙发型机床床身结构(SMBS)设计 |
| 2.3.4 在位检测系统 |
| 2.3.5 切削力测量系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 考虑整机动态性能的关键部件结构优化方法研究 |
| 3.1 微细加工机床整机动态特性薄弱部件辨识(CIDCA) |
| 3.1.1 概述 |
| 3.1.2 基于有限单元法的机床整机建模 |
| 3.1.3 整机静刚度分析 |
| 3.1.4 整机模态分析 |
| 3.1.5 整机谐响应分析 |
| 3.1.6 结构优化对象的确定 |
| 3.2 基于拓扑优化的床身结构设计 |
| 3.2.1 拓扑优化的基本原理 |
| 3.2.2 床身优化设计技术方案 |
| 3.2.3 床身的拓扑优化设计 |
| 3.2.4 床身筋板布局的优化 |
| 3.2.5 优化结果验证与分析 |
| 3.3 基于灵敏度分析的薄弱部件优化设计(OWCSA) |
| 3.3.1 灵敏度分析概念 |
| 3.3.2 机床动态性能对结合面刚度的灵敏度分析 |
| 3.3.3 单螺栓连接的接触面压力分布 |
| 3.3.4 双螺栓耦合作用下的压力分布 |
| 3.3.5 螺栓布局优化结果验证与分析 |
| 3.3.6 立柱结构灵敏度分析 |
| 3.3.7 基于立柱灵敏度分析的优化方程 |
| 3.3.8 立柱优化结果验证与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微细加工机床的动态性能主动控制平台研制 |
| 4.1 微细加工机床振动控制理论分析 |
| 4.1.1 机床的主要振源分析 |
| 4.1.2 机床自激振动的主动减振原理 |
| 4.1.3 机床整机的主动隔振原理 |
| 4.2 机床主动减振平台设计 |
| 4.2.1 基本配置结构 |
| 4.2.2 柔性铰链的设计 |
| 4.2.3 柔性铰链的静态特性分析 |
| 4.2.4 柔性铰链的动态特性分析 |
| 4.2.5 作动器的选择 |
| 4.2.6 减振平台整体方案的仿真分析 |
| 4.2.7 减振平台的性能测试 |
| 4.3 机床主动隔振平台研制 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 振动主动控制平台多目标控制算法研究 |
| 5.1 主动减振平台建模与控制器理论基础 |
| 5.1.1 基于状态空间的系统模型 |
| 5.1.2 线性矩阵不等式理论基础 |
| 5.2 基于LMI优化的主动减振平台多目标控制算法(CMOACA)研究 |
| 5.2.1 多目标控制需求分析 |
| 5.2.2 多目标控制器的算法设计 |
| 5.3 多目标控制器的性能仿真研究 |
| 5.3.1 时域特性分析 |
| 5.3.2 频域特性分析 |
| 5.3.3 控制器的鲁棒性分析 |
| 5.4 主动隔振系统模型 |
| 5.5 基于Fx-LMS的主动隔振平台控制算法研究 |
| 5.5.1 Fx-LMS算法 |
| 5.5.2 改进的Fx-LMS算法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 微细加工机床实验与工程验证 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 机床模态频率测试 |
| 6.3 微细加工机床结构及其运动部件精度检测 |
| 6.4 主动振动控制系统的实现 |
| 6.4.1 控制系统的构成 |
| 6.4.2 控制器的硬件实现 |
| 6.4.3 主动减振实验仪器与设计 |
| 6.4.4 主动隔振系统的实现 |
| 6.5 振动控制实验验证与结果分析 |
| 6.5.1 主动减振实验效果 |
| 6.5.2 主动隔振实验效果 |
| 6.6 机床加工工程验证与结果分析 |
| 6.6.1 试样材料及实验方案 |
| 6.6.2 实验结果与分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文工作总结 |
| 7.2 本文的创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间参与的科研项目及学术成果 |
| 致谢 |
（10）基于六自由度串并联机构的自由曲面抛光机床研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 抛光装备国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于串联机构的抛光装备 |
| 1.2.2 基于串并联机构的抛光装备 |
| 1.3 串并联机床关键技术研究现状 |
| 1.3.1 运动学分析 |
| 1.3.2 静刚度分析 |
| 1.3.3 运动学标定 |
| 1.3.4 离线编程技术 |
| 1.4 当前研究存在的问题 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 串并联抛光机床方案设计及其运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于串并联机构的抛光机床方案 |
| 2.2.1 机床方案设计 |
| 2.2.2 机床方案特点 |
| 2.2.3 坐标系建立及姿态描述 |
| 2.3 并联机构运动学分析 |
| 2.3.1 并联机构自由度分析 |
| 2.3.2 并联机构位置逆解分析 |
| 2.3.3 并联机构位置正解分析 |
| 2.3.4 并联机构速度分析 |
| 2.3.5 并联机构奇异性分析 |
| 2.3.6 可达工作空间分析 |
| 2.3.7 最大内接规则工作空间分析 |
| 2.3.8 运动学性能分析 |
| 2.4 串联机构运动学分析 |
| 2.4.1 串联机构位置正解分析 |
| 2.4.2 串联机构位置逆解分析 |
| 2.4.3 串联机构速度分析 |
| 2.4.4 串联机构工作空间分析 |
| 2.4.5 抛光工具进动运动分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 串并联抛光机床静刚度分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑重力影响的静刚度建模思路 |
| 3.3 并联机构子装配体静刚度建模 |
| 3.3.1 动平台子装配体刚度 |
| 3.3.2 连杆子装配体 |
| 3.3.3 滑块子装配体 |
| 3.4 串联机构子装配体静刚度建模 |
| 3.4.1 水平轴子装配体 |
| 3.4.2 竖直轴子装配体 |
| 3.5 串并联抛光机床整机刚度建模 |
| 3.5.1 并联机构刚度建模 |
| 3.5.2 串联机构刚度建模 |
| 3.5.3 机床整机刚度建模 |
| 3.6 子装配体柔度矩阵 |
| 3.6.1 含被动关节子装配体 |
| 3.6.2 含主动关节子装配体 |
| 3.7 仿真分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第4章 串并联抛光机床运动学标定 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 串并联抛光机床的误差建模 |
| 4.2.1 并联机构误差建模 |
| 4.2.2 串联机构误差建模 |
| 4.3 末端相对误差测量 |
| 4.4 几何误差辨识 |
| 4.5 误差解耦补偿 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 串并联抛光机床离线编程方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 串并联抛光机床编程方法 |
| 5.3 刀位文件的生成 |
| 5.3.1 自由曲面描述 |
| 5.3.2 平面上抛光轨迹规划 |
| 5.3.3 曲面上刀触点轨迹 |
| 5.3.4 曲面上刀位点轨迹 |
| 5.4 后置处理模块开发 |
| 5.4.1 驱动关节位置求解 |
| 5.4.2 驱动关节速度求解 |
| 5.5 数控程序编程方法 |
| 5.6 应用算例 |
| 5.6.1 抛光平面 |
| 5.6.2 抛光马鞍面 |
| 5.6.3 抛光自由曲面 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 串并联抛光机床研制及实验研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 串并联抛光机床研制 |
| 6.2.1 机械结构设计 |
| 6.2.2 数控系统设计 |
| 6.2.3 电气系统设计 |
| 6.3 串并联抛光机床的标定实验 |
| 6.4 串并联抛光机床的抛光实验 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读学位期间发表的学术论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
四、用于激光微细加工系统的三自由度并联平台研究（论文参考文献）
- [1]抓取机器人系统设计及实现[D]. 付强. 吉林大学, 2021(01)
- [2]四足致动型三自由度压电驱动器及其运动特性研究[D]. 邓杰. 哈尔滨工业大学, 2020
- [3]光学镜面研抛机器人精度设计及运动学参数标定研究[D]. 孔一璇. 中国矿业大学, 2020(01)
- [4]面向结构型表面的振动辅助抛光工艺与装置的研究[D]. 吕秉锐. 天津理工大学, 2020
- [5]高速纳米定位平台研制与试验研究[D]. 杨悦. 天津大学, 2019(06)
- [6]一种过约束五自由度混联机器人误差补偿与标定实验研究[D]. 赵春霖. 燕山大学, 2019
- [7]锆基金属玻璃工件运动电解线切割试验研究[D]. 于焱. 南京航空航天大学, 2019
- [8]面向光学抛光的六自由度混联机器人若干关键技术研究[D]. 赵东. 天津大学, 2018(06)
- [9]微细加工机床关键部件结构优化及动态性能控制方法研究[D]. 李炜. 东华大学, 2018(05)
- [10]基于六自由度串并联机构的自由曲面抛光机床研究[D]. 徐鹏. 哈尔滨工业大学, 2018(01)