自由曲面的投影式激光振鏡掃描刻蝕誤差分析與工藝研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在全球化競爭的背景下,跨尺度自由曲面零部件越來越多的應用在航空航天、能源、船舶等高、精、尖領域,為了實現(xiàn)特殊的表面性能需要在硬質合金、陶瓷、復合多層膜等難加工材質的零件表面制造大幅面微結構,通常其加工方式是通過五軸聯(lián)動數(shù)控機床進行精密銑/磨削,但是存在難以兼顧高精度和高效率以及難以加工柔性材料等不足。
  激光振鏡掃描刻蝕技術擁有聚焦激光能量高、激光光斑小、非接觸式加工等特點,且振鏡質量輕,轉動慣量小,起停時加速度大,跳轉速度快,

2、特別適合微結構的高效率、高精度刻蝕,能很好彌補傳統(tǒng)機械加工的不足,投影式激光振鏡掃描技術根據(jù)光線平行投影原理,利用聚焦激光束的焦深特性,通過多軸聯(lián)動機床的精確定位帶動振鏡移動實現(xiàn)跨尺度自由曲面的刻蝕加工。
  本文針對投影式振鏡掃描激光刻蝕系統(tǒng)主要進行了以下幾方面研究內容:
  (1)針對跨尺度自由曲面投影式激光振鏡掃描刻蝕,分析了其多重優(yōu)化判別條件下的曲面劃分算法,建立了曲面劃分算法的三個基本準則,即曲面片分層準則、曲面分

3、塊準則、曲面分片準則。
  (2)針對投影式激光刻蝕系統(tǒng),詳細研究分析了振鏡畸變誤差,并對不同校正方法的校正精度做出了評估,并對拼接誤差進行了詳細的分析。
  (3)針對投影式激光刻蝕系統(tǒng),詳細研究分析了五軸機床運動誤差,并校正了振鏡與工作臺之間的旋轉裝配誤差,根據(jù)齊次變換原理建立了其空間誤差模型,得到了振鏡頭末端與機床的定位誤差,為后續(xù)的機床誤差補償?shù)於嘶A。
  (4)通過實驗找出從平面到曲面激光光斑尺寸、能量密

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