四維微調工作臺機械結構設計（全套）2012本科畢業設計
- 文件介紹：
- 該文件為 rar 格式，下載需要 20 積分
-
- 四維微調工作臺機械結構設計（全套）2012本科畢業設計ABSTRACT
This design studies the precision positioning principle and structure composition of 4D Micro motion stage. Which is a highly precision positioning instrument. It can realize three directions’ regulation, including X, Y and Z. by the motor driving of wheel gear, gear rack and threads. And it can also realize level angle and angle of elevation’s driving .It is mainly used in engineering experiment. As the poisoning control stent it is used to poisoning control of various optical instrument. This devise can be installed on a long guide way to measure a long distance. To realize highly precision poisoning’s fast location, in this design I adopt the way of coarse adjustment trimming combine together. After finish the design I know more about the device’s system constitution and work principle and most important what I designed can satisfy the require precision. Realize the task target requirement that the coarse adjustment coverage of X is 0~25mm, resolution rate is 0.001 mm , the coverage of Y is ±25mm, resolution rate is 0.1mm, the coverage of Z is 0~22mm , the coarse adjustment coverage of deflection angle is 0~360°, the trimming coverage is±5°
Key words: 4D Micro motion; poisoning control; Micro motion stage; Measuring instrument; location stage.
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1課題背景及研究意義 1
1.2國內外研究現狀 1
1.2.1微調工作臺的驅動方式 1
1.2.2國外研究現狀 2
1.2.3我國的研究現狀 3
1.3微調精密定位工作臺的發展前景 3
1.4系統組成及工作原理 5
1.5本文的主要工作 6
第2章 四維微調工作臺的總體方案設計 7
2.1微調工作臺的結構設計及特點 7
2.1.1機身結構設計應滿足下列要求 7
2.1.2四維微調工作臺的設計特點 7
2.2微調工作臺機體主要材料的選擇 7
2.3微調工作臺導軌設計形式的選擇 8
2.4四維微調工作臺的組成及工作原理 9
2.4.1 X方向粗調機構 9
2.4.2X方向微調機構 10
2.4.3 Y方向粗調機構 10
2.4.4 Z方向調節機構 11
2.4.5水平轉角調節機構 12
2.4.6垂直仰角調節機構 12
2.5 本章小結 14
第3章 四維微調工作臺的結構設計 15
3.1 微調工作臺的傳動設計計算 15
3.1.1X軸方向粗調結構設計 15
3.1.2Y軸方向的粗調機構設計 24
3.1.3Z軸方向的粗調機構設計 24
3.1.4X軸方向微調機構設計 26
3.1.5仰角調節機構設計 31
3.2導軌的設計 32
3.2.1作用力方向和作用點位置對導軌工作的影響分析 32
3.2.2導軌主要尺寸的確定 34
3.2.3導軌的誤差分析 35
3.3彈簧的設計 35
3.3.1X軸方向微調機構的彈簧設計 35
3.3.2繞Z軸旋轉微調機構的彈簧設計 38
3.3.3仰角調節機構的彈簧設計 39
3.4微調工作臺的支撐和基座設計 39
3.4.1支承的設計 39
3.4.2基座的設計 40
3.5本章小結 41
第4章 示數裝置的設計 42
4.1示數裝置設計要求 42
4.2示數裝置的分類 42
4.3X－Y軸方向粗調示數裝置的設計 42
4.3.1類型的選擇 42
4.3.2標尺與指針的選擇 42
4.3.3分度尺寸的選擇 43
4.4X軸微調示數裝置的設計 43
4.4.1設計原理 43
4.4.2設計計算 43
4.5本章小結 44
結論 45
參考文獻 46
致謝 48
第1章 緒 論
1.1課題背景及研究意義
隨著科學技術的發展，在電子、光學、機械制造等眾多技術領域中迫切需要高精度、高分辨率、能夠靈活控制的微動系統用以直接進行工作或配合其它儀器設備完成高精度的定位和測量。正是這種需要極大地促進了高精密定位和測量技術發展。
高精度和高分辨率的超精密工作臺系統在近代尖端工業生產和科學研究領域內占有極為重要的地位。它直接影響精密、超精密切削加工水平、精密測量水平及超大規模集成電路生產水平。同時,它的各項技術指標是各國高技術發展水平的重要標志。
1.2國內外研究現狀
大行程超精密工作臺主要的類型有直線電機式驅動、摩擦式驅動，也有采用兩級進給的方式，即采用粗動與精動兩套系統，以同時兼顧大行程、高響應速度和高定位精度。
高精度和高分辨率的超精密工作臺系統在近代尖端工業生產和科學研究領域內占有極為重要的地位。它直接影響精密、超精密切削加工水平、精密測量水平及超大規模集成電路生產水平。同時，它的各項技術指標是各國高技術發展水平的重要標志。
超精密工作臺系統的定位精度和行程范圍直接影響生產加工的精度。同時，工作臺的速度、加速度及啟停過程的穩定時間則影響設備的效率，成為系統的重要指標。這些一次定位的精密工作臺系統可以按精度高低和行程大小分為兩類:小行程、極高精度的工作臺系統和大行程、高精度的工作臺系統。小行程極高精度工作臺大多采用壓電元件或電磁元件作為驅動裝置。行程多在數十微米的范圍內，但位移分辨率可高達1nm。大行程高精度工作臺是指行程達毫米級以上，但定位精度略低于小行程系統的工作臺系統。它大多采用直線電機或摩擦式驅動方式，運動分辨率大多在10nm左右。
1.2.1微調工作臺的驅動方式
摩擦傳動具有正反空程小、傳動平穩、噪聲小等優點，適合精密定位。其不足之處是負載能力小，不能夠產生太大的驅動力，否則傳動過程容易產生打滑現象，因此限制了摩擦驅動的應用范圍。
與傳統機床進給驅動相比，直線電機驅動具有以下優點：省略了中間轉換機構，減少了機械磨損，系統運行時可以保持高增益，實現精確的進給前饋，對給定的加工路徑可以用高速進行準確跟蹤，從而保證了機床的高精度和使用壽命。運行時，直線電機不像旋轉電機那樣會受到離心力作用，因此其直線速度不受限制。直線驅動的慣性主要存在于滑臺，因此加工時可以有很高的加速度。直線電機靠電磁推力驅動，故系統噪聲很小，改善了工作環境。過去應用直線電機驅動主要集中在高速進給領域，利用了它可以有很高的加速度和運行速度的優點，但隨著電機技術的發展，直...
熱門關鍵詞： 
