基于平面氣浮導(dǎo)軌的平面度誤差評(píng)定系統(tǒng)研究.pdf

1、近年來(lái)，氣浮導(dǎo)軌由于氣膜誤差均化作用已被應(yīng)用于形狀誤差的檢測(cè)工作中。以氣浮導(dǎo)軌作為誤差測(cè)量基準(zhǔn)，可以提高檢測(cè)精度。本文為了提高平面度誤差的測(cè)量精度，圍繞氣浮導(dǎo)軌誤差均化效應(yīng)展開(kāi)研究。
　　氣浮導(dǎo)軌誤差均化效應(yīng)的本質(zhì)是氣浮導(dǎo)軌在通氣（氣體潤(rùn)滑）和不通氣（干摩擦）兩種狀態(tài)下沿著靜導(dǎo)軌表面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)誤差的比值。為了在完整的二維平面模型下開(kāi)展氣浮導(dǎo)軌誤差均化作用研究，本文利用分形插值曲面法對(duì)靜導(dǎo)軌上表面進(jìn)行了模擬，并存儲(chǔ)了表面形貌高度值的

2、相關(guān)信息。然后作者基于三點(diǎn)支撐平衡原理先求出了干摩擦狀態(tài)下氣浮導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)軌跡，再利用最小區(qū)域法求出其直線度誤差或平面度誤差。
　　為了理論計(jì)算氣體潤(rùn)滑狀態(tài)下氣浮導(dǎo)軌沿著靜導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡，首先，作者依據(jù)氣體軸承的基本方程(N-S方程)推導(dǎo)出氣浮導(dǎo)軌的氣體潤(rùn)滑控制方程;基于有限差分法離散控制方程，數(shù)值計(jì)算后求得理論氣膜厚度下氣浮導(dǎo)軌的承載力。其次，以上述承載力以及氣浮導(dǎo)軌力學(xué)平衡方程為基礎(chǔ)，計(jì)算出氣浮導(dǎo)軌沿著靜導(dǎo)軌表面運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡

3、曲線或曲面并求出其運(yùn)動(dòng)軌跡誤差。計(jì)算結(jié)果表明:氣體在實(shí)現(xiàn)氣浮導(dǎo)軌的誤差均化作用時(shí)有很明顯的效果。最后為了驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果的正確性，文中設(shè)計(jì)了運(yùn)動(dòng)誤差探究實(shí)驗(yàn)方案，測(cè)試了兩種狀態(tài)下氣浮導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)軌跡，從而計(jì)算出實(shí)際狀態(tài)下的誤差均化效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果的正確性與計(jì)算方法的可靠性。
　　基于理論分析結(jié)果，作者設(shè)計(jì)了一個(gè)基于氣浮導(dǎo)軌的X-Y二維平面度檢測(cè)儀。繪制了相關(guān)零部件的三維零件圖，且對(duì)相關(guān)組件進(jìn)行了選型及性能分析。此平臺(tái)