基于单边驱动的精密气浮工作台之振动分析与抑制 被引量：8

1

作者 胡建兵 周云飞 +3 位作者 朱红光 胡科峰 吴昊 刘可照 《机床与液压》 北大核心 2004年第6期19-21,68,共4页

在精密气浮工作台中 ,经常采用单边驱动方式 ,它避免了复杂的同步运动控制 ,但由于质心偏置也容易引起振动和不稳定性。为了消除单边驱动所带来的不利影响 ,本文从导轨气膜刚度、共振频率等几个方面提出了消除振动和不稳定性的不良影响... 在精密气浮工作台中 ,经常采用单边驱动方式 ,它避免了复杂的同步运动控制 ,但由于质心偏置也容易引起振动和不稳定性。为了消除单边驱动所带来的不利影响 ,本文从导轨气膜刚度、共振频率等几个方面提出了消除振动和不稳定性的不良影响的设计方法。 展开更多

关键词 动力学 振动 气浮工作台 精密运动

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整体闭式与开式气浮导轨静态性能对比分析 被引量：3

2

作者 鹿菡 张君安 +2 位作者 冯凌华 卢志伟 刘波 《液压与气动》 北大核心 2021年第6期84-90,共7页

静压气浮导轨是精密气浮工作台的重要组成部件,其承载能力和刚度直接影响了工作台的平稳性以及所加工零件的精度。针对所设计的精密高刚度二维气浮工作台,提出采用有限差分的数值计算方法,在双边间隙总和与供气压力相同的条件下,对整体... 静压气浮导轨是精密气浮工作台的重要组成部件,其承载能力和刚度直接影响了工作台的平稳性以及所加工零件的精度。针对所设计的精密高刚度二维气浮工作台,提出采用有限差分的数值计算方法,在双边间隙总和与供气压力相同的条件下,对整体闭式及开式气浮导轨的气浮面进行整体求解计算,对比分析其压力分布、承载能力、刚度等静态性能参数。结果表明:由于闭式气浮导轨的下气浮块在垂直方向上起到了辅助支撑的作用,形成了四周封闭的气膜面,因此增强了闭式气浮导轨的紧密性和可靠性,使得整体闭式气浮导轨的刚度和稳定性均优于开式气浮导轨;实验结果与理论分析较吻合,为此类精密定位平台的设计优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 气浮工作台 整体闭式气浮导轨 开式气浮导轨 刚度

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基于方箱的气浮工作台控制系统稳定性分析 被引量：3

3

作者 朱思达 卢志伟 +1 位作者 刘波 张君安 《制造技术与机床》 北大核心 2022年第8期178-184,共7页

为了进一步开展对气浮静压导轨支承与直线电机驱动相互匹配稳定性研究,设计并研制了一种基于方箱的二维气浮工作台。二维气浮工作台以方箱为机构设计和装配基准可以有效提高其承载性能和运动精度,但由于整个气浮工作台摩擦阻尼小、负载... 为了进一步开展对气浮静压导轨支承与直线电机驱动相互匹配稳定性研究,设计并研制了一种基于方箱的二维气浮工作台。二维气浮工作台以方箱为机构设计和装配基准可以有效提高其承载性能和运动精度,但由于整个气浮工作台摩擦阻尼小、负载惯性大而导致其控制系统稳定性较差,因而需对其系统的稳定性进行分析并提出其改进措施。论文基于气浮工作台建立了其直线电机数学模型并推导了其控制系统传递函数,采用Matlab对其伯德图进行计算和稳定性裕度分析并搭建了实验平台进行验证。结果表明:气浮工作台两轴向的电流环、速度环以及位置环的相角裕度均大于60°以及幅值裕度大于10 dB,满足系统稳定裕度要求从而保证了控制系统具有良好的稳定性;实验结果与仿真分析结果具有较好的一致性,验证了气浮工作台控制系统的稳定性。 展开更多

关键词 方箱 气浮工作台 控制系统 稳定性

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双闭式气体静压导轨超精密工作台振动特性分析 被引量：3

4

作者 蔡黎明 钟君 +2 位作者 成贤锴 刘斌 于涌 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2015年第5期42-44,共3页

为获得超精密工作台系统特性,针对双闭式气体静压导轨超精密工作台的振动特性展开研究。建立了工作台系统的动力学模型,推导了系统振动微分方程。通过实验得出了在实际工况中较为准确的线性弹簧刚度,用线性弹簧模拟气体静压腔,简化了系... 为获得超精密工作台系统特性,针对双闭式气体静压导轨超精密工作台的振动特性展开研究。建立了工作台系统的动力学模型,推导了系统振动微分方程。通过实验得出了在实际工况中较为准确的线性弹簧刚度,用线性弹簧模拟气体静压腔,简化了系统动力学模型。最终根据系统振动微分方程建立仿真模型并进行了求解和分析,得到了仿真系统的固有频率和振型,并通过振动实验验证了仿真模型的准确度。气体静压系统的隔振效果在于高频范围,其模态特性符合超精密工作台系统的结构要求。 展开更多

关键词 气浮工作台 振动 闭式 动力学 仿真

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闭式T形工作台结合面结构对气浮导轨性能的影响 被引量：3

5

作者 莫德云 马平 弓满锋 《机械设计与制造》 北大核心 2015年第7期211-214,共4页

闭式T形工作台在加工过程中选择不同的工艺方法导致结合面结构变化对气浮导轨性能的影响是不容忽视的。通过建立一体式和组合式两种结构的气浮导轨气膜面有限元模型,对其压力场分布、承载力、刚度和耗气量进行分析、对比。通过分析发现... 闭式T形工作台在加工过程中选择不同的工艺方法导致结合面结构变化对气浮导轨性能的影响是不容忽视的。通过建立一体式和组合式两种结构的气浮导轨气膜面有限元模型,对其压力场分布、承载力、刚度和耗气量进行分析、对比。通过分析发现:砂轮越程槽会影响气膜结合面处的压力场分布,进而造成导轨承载能力的变化,但对耗气量的影响并不明显;与一体式导轨结构相比,组合式导轨结构明显提高了各气膜及导轨的承载力。结果表明:使用组合式的结合面结构形式不但能降低加工难度和材料成本,还能获得较大的承载力。 展开更多

关键词 气浮工作台 有限元 承载力 刚度 耗气量

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滑移及黏度对超精密气浮工作台性能影响研究 被引量：2

6

作者 陈东菊 董丽华 +1 位作者 潘日 范晋伟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期63-70,143,共9页

针对超精密气浮工作台内部微小间隙气体的性能展开研究,实现了微尺度下气体滑移及黏度对气浮工作台性能影响的分析。基于气体润滑理论和微尺度下气体滑移和黏度的研究,实现了气浮工作台内气膜流态模型的修正,利用有限差分法给出了雷诺... 针对超精密气浮工作台内部微小间隙气体的性能展开研究,实现了微尺度下气体滑移及黏度对气浮工作台性能影响的分析。基于气体润滑理论和微尺度下气体滑移和黏度的研究,实现了气浮工作台内气膜流态模型的修正,利用有限差分法给出了雷诺方程的数值求解过程;通过求解修正模型,分析不同供气压强和气膜间隙下,滑移和黏度对气浮工作台性能影响的机理。研究结果表明:气体滑移和黏度会引起气浮工作台承载力的降低和气膜刚度的增大,但不会改变供气压强和气膜间隙对工作台的影响趋势,只是影响程度发生改变,当同时考虑滑移和黏度时,承载力比忽略时降低最多(约为21.95%),最大刚度比忽略时提升最大(约为15%)。滑移和黏度的存在使得气浮工作台的实际性能最优参数小于理想的最优性能参数,最优气膜间隙由原来的10μm变为6μm。最后,通过试验验证发现,同时考虑气体滑移和黏度时,气浮工作台的性能最接近实际工况,承载力的仿真曲线与试验曲线最吻合,刚度的试验值与仿真值的误差约为9.59%。 展开更多

关键词 气浮工作台 滑移 黏度 承载力 刚度

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基于腹底式被动阻尼器抑制精密气浮工作台的定位噪声 被引量：1

7

作者 张山 王雷 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期2704-2711,共8页

针对已开发的精密直线气浮工作台,设计了腹底式被动结构的阻尼器以解决静压气浮导轨传动阻尼小,抗干扰能力差等问题。设计的阻尼器由固定于气浮滑套下端面的阻尼片以及处于阻尼片正下方的阻尼油槽和阻尼油组成。通过实验获取了阻尼器的... 针对已开发的精密直线气浮工作台,设计了腹底式被动结构的阻尼器以解决静压气浮导轨传动阻尼小,抗干扰能力差等问题。设计的阻尼器由固定于气浮滑套下端面的阻尼片以及处于阻尼片正下方的阻尼油槽和阻尼油组成。通过实验获取了阻尼器的阻尼系数,继而建立了气浮工作台机电控制模型。仿真分析了阻尼器对工作台气浮噪声和动态特性的影响规律:随着阻尼的增大,气浮工作台的稳定裕度和衰减噪声的能力增加,但动态响应速度降低。实验表明,实验结果与所推导的气浮工作台特性一致,且增加阻尼系数为293.78N/m.s-1的阻尼器后,气浮工作台的定位噪声由60nm(峰峰值)降为20nm(峰峰值),位移灵敏度为20nm,实验验证了采用此种结构的阻尼器可有效抑制精密气浮工作台定位噪声。 展开更多

关键词 气浮工作台 气浮导轨 定位噪声 阻尼器

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旋转超声波钻削用气浮工作台的设计与实验 被引量：1

8

作者 刘礼平 林彬 房丰洲 《机械设计与制造》 北大核心 2016年第9期108-110,共3页

旋转超声波加工是一种精密、有效的硬脆材料加工方法,为了获得最佳加工质量,旋转超声波钻削加工中,恒定、灵敏地控制工件与工具之间的静载荷至关重要。设计了一种新型的气浮工作台,用于恒定、灵敏地控制旋转超声波加工中的力。并且对比... 旋转超声波加工是一种精密、有效的硬脆材料加工方法,为了获得最佳加工质量,旋转超声波钻削加工中,恒定、灵敏地控制工件与工具之间的静载荷至关重要。设计了一种新型的气浮工作台,用于恒定、灵敏地控制旋转超声波加工中的力。并且对比恒速和恒力两种进给方式下,旋转超声波钻削加工高纯氧化铝的加工孔出入口形貌、刀具形貌以及刀具磨损率。研究表明,采用气浮工作台的恒力进给方式可以延长刀具寿命,减小刀具磨损状况下的工件损伤。 展开更多

关键词 工程陶瓷 气浮工作台 恒速加工 恒力加工

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基于滑模变结构控制的气浮工作台定位精度仿真分析

9

作者 何学明 陈学东 《组合机床与自动化加工技术》 2008年第4期38-41,46,共5页

气浮轴承存在明显的非线性的特性,而精密工作台又要求较高的精度,传统的PID控制方法较难满足系统定位精度的要求。在分析精密气浮平台工作原理的基础上,建立了气浮工作台直线运动的数学模型和基于滑模控制(SMC)的系统控制模型,并进行了... 气浮轴承存在明显的非线性的特性,而精密工作台又要求较高的精度,传统的PID控制方法较难满足系统定位精度的要求。在分析精密气浮平台工作原理的基础上,建立了气浮工作台直线运动的数学模型和基于滑模控制(SMC)的系统控制模型,并进行了参数分析和研究。研究结果表明,在受外界干扰较大,且存在较大非线性情况下,工作台仍能达到较好的定位精度,实现几十纳米的定位控制精度,证明了SMC控制器具有较好的鲁棒性。参数分析结果显示,气浮阻尼的存在有利于提高平台的定位精度。 展开更多

关键词 超精度 气浮工作台 定位精度 SMC控制器

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玻璃基板光学检测仪器气浮工作台特性仿真研究

10

作者 权露 陶晓杰 +1 位作者 张群 张蓝 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第11期107-111,共5页

针对2×2对称毛细管节流气浮工作台模型,运用Fluent数值仿真软件分析得到气膜区压力及速度分布、质量流量和承载力等特性,分析毛细管节流器间距、结构参数和供气压力对气浮工作台特性的影响。结果表明:不同节流器间距分布对质量流... 针对2×2对称毛细管节流气浮工作台模型,运用Fluent数值仿真软件分析得到气膜区压力及速度分布、质量流量和承载力等特性,分析毛细管节流器间距、结构参数和供气压力对气浮工作台特性的影响。结果表明:不同节流器间距分布对质量流量影响不大,承载力随节流器间距增大而增大;节流器弯折角度变化对质量流量、承载力和静刚度影响不显著;质量流量和承载力随供气压力的增加而增加。分析结果为设计优化气浮工作台和实际工程需要提供了仿真数据参考。 展开更多

关键词 气浮工作台 毛细管节流 静特性 Fluent数值仿真

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三维表面粗糙度测量仪中应用的气浮工作台

11

作者 贾晨辉 牛童 崔凤奎 《液压与气动》 北大核心 2012年第10期5-7,共3页

测量平台运动精度是三维表面粗糙度测量仪中的关键技术。该文讨论了气浮工作台的设计方法,分析了承载能力和气膜刚度,推算出相应的计算公式,研制出能满足三维表面粗糙度测量仪精度要求的气浮工作台,具有十分重要的现实意义和可观的经济... 测量平台运动精度是三维表面粗糙度测量仪中的关键技术。该文讨论了气浮工作台的设计方法,分析了承载能力和气膜刚度,推算出相应的计算公式,研制出能满足三维表面粗糙度测量仪精度要求的气浮工作台,具有十分重要的现实意义和可观的经济效益。 展开更多

关键词 三维表面 粗糙度测量 气浮工作台

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气浮工作台性能数值模拟和实验分析

12

作者 牛童 王基威 《机电工程技术》 2013年第1期68-71,共4页

运用计算流体力学FLUENT软件数值模拟,分析研究影响气浮工作台静态性能有关因素,并得到相应的变化曲线。进行气体静压实验,从实验结果可知,实验与数值模拟计算的结果有着较好的一致性,证明了该方法在气体润滑领域应用的可行性,也为进一... 运用计算流体力学FLUENT软件数值模拟,分析研究影响气浮工作台静态性能有关因素,并得到相应的变化曲线。进行气体静压实验,从实验结果可知,实验与数值模拟计算的结果有着较好的一致性,证明了该方法在气体润滑领域应用的可行性,也为进一步改进气浮工作台的结构设计,提升其性能提供了良好的依据。 展开更多

关键词 气浮工作台 FLUENT 实验

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精密高刚度二维气浮工作台的设计与分析 被引量：6

13

作者 黄鹏 卢志伟 +1 位作者 刘波 张君安 《液压与气动》 北大核心 2020年第3期96-101,共6页

目前精密二维气浮工作台的研究,存在着二维气浮工作台的刚度和承载力较小的问题,设计了一种以精密方箱为基准的精密高刚度二维气浮工作台。该气浮工作台采用整体式气浮导轨副设计,全部构件以精密方箱为位置基准,用精密方箱自身的高平面... 目前精密二维气浮工作台的研究,存在着二维气浮工作台的刚度和承载力较小的问题,设计了一种以精密方箱为基准的精密高刚度二维气浮工作台。该气浮工作台采用整体式气浮导轨副设计,全部构件以精密方箱为位置基准,用精密方箱自身的高平面度、平行度和垂直度来保证X轴和Y轴导轨的运行直线精度和系统刚度,并且工作台采用直线电机驱动,消除了传统机械传递带来的误差。该实验台具有机械精度高、运动直线度高、系统刚度大、安装维护容易等特点,能在精密加工、精密测量领域中广泛使用。 展开更多

关键词 闭式平面气浮导轨 二维气浮工作台 精密 高刚度

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精密气浮工作台动态特性仿真与优化 被引量：6

14

作者 文明 姚勇 +5 位作者 何康昊 陈华明 杨雷 邓立 李佩龙 姜飞 《机床与液压》 北大核心 2017年第2期20-24,共5页

为提高精密气浮工作台的工作性能,在分析气浮轴承承载特性的基础上,对气浮工作台进行多体动力学建模与仿真。参数化多体动力学模型,创建模型的设计变量与目标变量,编写目标变量评价程序,使用Isight集成了优化仿真模型,优化了设计变量,... 为提高精密气浮工作台的工作性能,在分析气浮轴承承载特性的基础上,对气浮工作台进行多体动力学建模与仿真。参数化多体动力学模型,创建模型的设计变量与目标变量,编写目标变量评价程序,使用Isight集成了优化仿真模型,优化了设计变量,提高了工作台的稳定性,缩短了工作台的收敛时间。优化结果表明:对工作台的优化设计改善了工作台的稳定性,减小了工作台在步进扫描过程中的收敛时间与振幅。 展开更多

关键词 精密气浮工作台 动态特性 参数优化

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纳米级超精密气浮工件台振动特性分析 被引量：4

15

作者 陈学东 鲍秀兰 +1 位作者 何学明 余显忠 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期5-8,共4页

针对超精密气浮工件台的振动特性展开研究,提出了一种气固耦合的仿真处理方法.采用在气浮孔中施加对地弹簧的方法来模拟气浮系统,建立了工件台系统的动力学模型,推导出了系统的振动方程,对振动特性进行了求解和分析,得到了系统的固有频... 针对超精密气浮工件台的振动特性展开研究,提出了一种气固耦合的仿真处理方法.采用在气浮孔中施加对地弹簧的方法来模拟气浮系统,建立了工件台系统的动力学模型,推导出了系统的振动方程,对振动特性进行了求解和分析,得到了系统的固有频率和振型,对系统的结构刚度有了一个较为准确的估计.仿真结果表明振动对工件台定位精度影响很小,但会给测量造成一些误差.由仿真辨识出了气浮引起的振动频率范围,为系统的进一步优化提供了理论依据.通过试验证明了仿真模型的正确性和精确程度,并由试验结果证实了由气浮产生的振动远小于由系统结构引起的振动. 展开更多

关键词 超精密气浮工作台 振动 气固耦合 动力学 仿真

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