精密工程论文第1篇

[关键词]精密工程测量 GPS技术

[中图分类号] P258 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-7-217-1

1精密工程测量概述及其特点

所谓精密，是精确严密的意思。传统意义的工程测量是指普通工程测量，如施工中的放样、监测地理变形、测绘山地地形等，而精密工程测量是在现代各种精密测量技术发展的基础上而逐渐形成的工程测量技术，它是指以高精度进行的工程测量，在测量方案设计、监测等阶段利用误差理论综合分析，使得整个系统达到设计的精度要求。

由于其较高的测量精度要求，特殊工作环境，必须根据工程精密工程的具体要求选择。同时，设施设备的要求也很高。因此，有必要加强数据的处理，和不同的测量的一般工程特性。在设置控制网，在上下限控制网络选择的点，精密工程测量中，只选择一个控制点和一个参考方向，以确保在调查区域的测量点的精度。

精密工程测量的最突出的特性是所需的精度很高。这个概念分为绝对精度和相对精度。精密测量的绝对精度概念主要有两种，一种是指测量相对于它的真值概念的精确度，使用最广泛的精度指标（以下称为精度）。由于真值是很难找到的，所以在实际应用中经常用测量值替代。这种绝对精度也有缺点，因为它涉及到观测值的大小，观测值的不同会影响绝对精度。另一种是指在相同的基准下，一点相对于基准点的准确度。相对精度概念也有两种，一种是一个观测值的精度与该观测值的比率，较小的比率有较高的相对精度。

另一个重要特点是对测量的可靠性要求很高，测量的首要任务是保证科学量制体系的统一，比如测量仪器的审核鉴定，稳定的测量标志，测量数据处理与控制和质量检测监督等等。在系统地测量后，必须对工程进行可靠性评价，分析其误差来源和分类，计算其总的不确定度。

2精密工程测量有效应用的主要内容

2.1精密工程测量的理论基础

大地测量学是精密工程测量的理论基础。因为所有的测量都涉及的基准的表面和线，如地球椭球体，大地水平面，经纬线，真北方向等。在小范围内的设计和施工放样的要求，在更大的范围内应用有时要穿过好几个3度带，这时就有必要对椭圆面进行平面归化计算。因此局部的坐标系设计和实际工程中基准的选择是精密工程测量至关重要的问题。

2.2精密工程测量的传感器应用

在精密工程测量应用中，传感器的作用是不言而喻的，其在工程的各个方面起到了基准的作用。在精密工程测量仪器，多传感器集成的激光跟踪仪，各种高精度GPS，激光扫描仪，绘图系统，测量机器人，电子全站仪和各种特殊的测量仪器，以保障精密的制图技术。其中，机载激光扫描逐渐成为地面数据收集的主要手段。在施工监控，道路和桥梁的设计中，激光扫描仪在不同位置扫描被测对象、建筑监测、并转化为CAD制图，在土木工程，工业设计方面具有广阔的应用前景。

2.3工程控制网的精密测量

工程控制网在许多方面和国家大地测量控制网不同。网的精度优化设计、可靠性和灵敏度计算更加精细，如要求模拟法优化设计精密测量的控制网等。通常工程控制网的长短边也相差很多，地面观测条件差，这就要求工程控制网的布设需要反复设计。同时还涉及各种地面边之间的匹配问题、如GPS边、地面的边角测量精度匹配等。在目前情况下，GPS网正逐渐取代地面网，然而对于许多精密工程来说，不能简单地采用GPS网。地面网和GPS网高精度测量相结合是目前最新的研究方向。

3精密工程测量有效应用的实例分析

面对现代工业社会中大量工程建设的需求，精密工程在社会领域中的应用越来越广泛，精密工程测量技术越来越成熟，主要表现在以下几方面：军事和农业上的应用;建筑工程的测量应用;科学防汛;防灾监测;轧钢厂切割技术的应用等。此外，精密工程测量还可以运用在大型建筑物的变形监测，文物保护工程以及工程中的质量施工管理中。

包含精密工程测量的典型工程非常多，如我国的长江三峡工程、葛洲坝工程和其他大型枢纽工程;还有上海东海大桥、30km长的杭州湾大桥、以及其他特大桥梁工程;18.5km长的秦岭大隧道以及其他特长隧道工程，上海磁悬浮铁路、国家大剧院等特种工程，北京的正负电子对撞机工程，大型大坝变形监测工程，滑坡岩崩变形监测工程，大型设备的安装过程、质量控制等都属于精密工程测量的范畴。例如，由GPS接收机、激光测距仪组成的远程位移测量系统可实现无人值守远距离遥控实时变形监测，可用于活动性滑坡的持续监测预报。

国外的特种精密测量工程更是不胜枚举，瑞士的阿尔卑斯山隧道长57km，穿越了阿尔卑斯山，沟通南北欧，减轻了瑞士高速公路的压力，缩短了德国与意大利之间的距离。欧洲原子核研究中心的大型粒子加速器，环形正负电子对撞机LEP，整个工程位于深达百米的地下环形隧道中，周长27km，布设有5000多块永磁磁铁。高828米的世界第一高楼（2008年底前）――迪拜塔，共162层，消耗了33万立方米混凝土、3.9万吨钢，造价达15亿美元，更是对精密工程测量的挑战。为保证迪拜塔在建设过程中有绝对的稳定性，以确保建设的精度，它的水平方向和垂直方向都有一个全球卫星定位系统（GPS）进行跟踪定位，并在建设过程中，在建筑物的各个基准点有700多个传感器进行实时监测。在迪拜塔中，综合应用了GPS、GIS等先进测量和数据处理技术，这代表了人类精密工程的先进水平，是现代建筑工程中的典范。

4结束语

伴随着测量科技的日益进步，一个精密工程测量的初步体系已经形成。但在精密工程测量中仍然存在以下几方面的挑战：一是，深入研究测量的基础理论，为精密测量的进一步发展打下深厚的理论基础。二是，高效合理的数据处理方法，实现精密测量的自动化、智能化，从而进一步提高测量精度和效率。三是，多学科结合的精密工程测量解决方案，这是大型工程中经常涉及到的技术问题，是未来精密测量的热点方向。

参考文献

精密工程论文第2篇

关键词：案例教学;专业学位研究生;现代制造技术;工程应用

中图分类号：G643 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）41-0221-02

案例教学是指将案例应用于教学，通过教师讲授基本知识、提出问题、组织学生讨论、撰写案例分析报告等过程来实现教学目的，改善教学效果，从而提高学生理论知识水平和解决实际问题能力的教学方法。现代制造技术课程是一门着眼科技、注重应用的课程。通过对本门课程的学习，使学生对精密超精密加工技术、柔性制造技术、现代制造系统等方面的知识有一定的了解，由于课程内容涉及面广，信息量大，内容更新较快，通过大量的案例介绍了解现代制造技术的基本理论、基本原理、相关技术和最新发展动态，同时培养学生查阅文献、了解学科前沿动向的能力。

一、案例教学法在专业学位研究生教学中的可行性研究

1.有助于学生了解学科发展最新动态。由于现代制造技术具有更新快、发展迅速的特点，将案例教学应用到现代制造技术教学中，通过最新成果和发展动态作为案例，介绍新的设计与制造技术、方法和先进的技术装备，始终保持教学内容的先进性，开阔学生的视野，培养学生以前卫眼光和逻辑思维分析问题的能力，养成获取学科前沿发展的最新动态。

2.有助于搭架学生与老师互动平台。案例教学是可以根据现代制造技术的发展，利用最新的研究成果作为案例，针对研究生的研究方向进行讲教学，通过最新的学科发展成果为整个教学内容注入新的血液，有利于使学生主动思考，积极参与到整个教学过程中，可以充分开拓学生科研的思路，对个人研究课题有针对性的讲解，了解本研究方向最新最前沿的发展态势，提高学生的创新能力。

3.有助于学生综合能力的提高。案例教学法在专业学位研究生科研学习中具有直接的促进作用。专业学位研究生的培养目标是应用型工程技术人才，这就要求学生根据所学的专业理论知识，化理论为实践，用理论揭示工程应用中问题的本质，掌握科研学习的方式方法。而且，将案例教学通过最新成果案例的展示，帮助学生开拓视野，使学生主动对案例进行思考与讨论，有效地拓宽学生的知识面，提高学生的科研创新能力。

二、现代制造技术课程案例的选择

现代制造技术案例的选择遵循三点原则：第一，以最近最新的典型案例为基础，理论联系实际;第二，根据专业学位研究生研究方向，有针对性地选取课程案例;第三，选择的案例要内容充实，具有一定的难点问题。本课程案例主要从下面三个方向进行选取。

1.特种加工技术。特种加工技术是直接利用电、热、声等特殊机械能量，以实现材料切除的加工方法。特种加工的特点为：依靠电、化学等能量去除材料，而不只是靠传统的机械能;以简单的机械运动可加工较为复杂的型面;加工过程中，瞬时能量较高，可方便有效地应用各种能量加工难加工材料，获得良好的表面质量。

特种加工技术可以分为：电火花加工、超声加工、快速成型加工以及复合加工等。对于这些加工技术的案例可以选择难加工材料、特殊复杂型面、高精密表面的具体案例作为经典案例。让学生根据典型案例查阅相关文献，通过与本课题组成员的讨论，给出预留问题的解决方案，达到举一反三、融会贯通的目的，加深学生对特种加工技术各类型的基本理论原理、相关技术的了解。

2.精密和超精密加工技术。精密和超精密加工主要包括三方面的内容[3]：（1）超精密切削。（2）精密和超精密磨削研磨。（3）精密特种加工。

针对精密和超精密加工特点提出超精密切削、磨削的基本理论和工艺;超精密加工设备的关键技术、精度、热稳定性;将这些研究范围内的成果作为案例，让同学们在了解基本知识的同时，放开视界，拓宽思维，根据最新发展动态对相关的研究问题进行分析归纳总结，培养专业学位研究生了解学科前沿动向的能力。

3.现代制造系统。现代制造科学主要包括：CIMS、敏捷制造、并行工程等，主要研究的科学问题如下：现代制造技术和系统的基础理论;制造过程的数学建模;网络环境下的体系结构等，这些问题具有前瞻性、交叉性、先导性、基础性、应用性五大特点。针对这些问题搜寻最新发展成果，将其作为经典案例，使学生站在信息时代和纳米时代的高度，把握现代制造系统的本质，融各学科的知识于一身，建立现代科学思维方法。

三、案例教学在现代制造技术教学中的实施举例

1.案例讨论前的准备。首先，教师要针对学生的研究方向设定案例，并拟定讨论题目。在教师完成基本课程教学后，可以将相关案例留给学生，给学生一定的时间准备相关的材料。学生在收到教师的案例后，通过阅读有关案例，查找各案例间的异同，查阅文献材料，搜集有用信息，经过思考分析，给出关于案例讨论问题的原因分析和解决方案。

以超声对型孔、型腔的加工为案例。根据实际超声加工的实例，对超声波加工的原理和特点、超声波加工的设备、超声波加工速度、表面质量及其影响因素等几个关键问题进行分析与讲解。同时对超声波加工的应用进行拓展延伸，讲解有关超声切割加工、超声波清洗等的应用，从而提升学生对基本理论、原理的理解，并对案例中所反映与本研究课题相关内容予以实际应用，加深学生对基础知识的掌握，同时提升理论联系实际的能力，达到学生自主分析解决实际工程问题的能力。

精密工程论文第3篇

英文名称：Nanotechnology and Precision Engineering

主管单位：教育部

主办单位：天津大学

出版周期：双月刊

出版地址：天津市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1672-6030

国内刊号：12-1351/O3

邮发代号：6-177

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：2003

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

Pж(AJ) 文摘杂志(俄)(2009)

EI 工程索引(美)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

期刊荣誉：

联系方式

期刊简介

精密工程论文第4篇

关键词：GPS；钟差预测；灰色理论

引言

在进行GPS定位时，为了提高定位精度，需要对影响定位结果的各种因素如卫星钟差、信号传播延迟、接收机钟差、多路径效应等进行充分考虑，因此提高卫星钟差的A报精度十分重要。目前只能通过卫星星历来获取在一定时刻的卫星钟差数据。卫星星历分为广播星历和精密星历，前者跟着信号实时发送给接收机，每两个小时更新一次；后者由IGS跟踪站等，采样率根据星历类型不同可分为15s、30s、15min等。为了获取任意历元的卫星钟差，需要利用已知的部分历元星历，运用可靠的数据模型进行预测。本文研究了灰色理论模型进行卫星钟差的内插拟合，并利用程序软件进行测试，并对比多项式方法的卫星钟差预测，总结了试验结果，为进一步提高卫星钟差预测精度提供参考。

1 灰色理论模型预测法

灰色模型就是利用少数的、不完全的信息，建立灰色微分预测模型，对事物发展规律作出模糊性的长期描述。该模型对原始数据进行累加或累减，形成规律较强的新数据，并以此建立模型以对未来发展情况作出预测。将灰色系统模型运用于卫星钟差预测时，该模型只利用已知少数几个历元的卫星钟差数据，不需要大量样本数据量，计算工作量较小。

建模之前，要保证原始数据序列符号一致，否则应对每个原始数据加上一个常数c。以此数据为基础建立灰色系统模型，最后的预测结果也相应的将灰色模型预测值减去该常数而得到。

2 算例及分析

在前述灰色理论模型原理内容的基础上，为了解该模型在卫星精密钟差预报中的实际情况。本文利用IGS站的卫星精密钟差文件进行测试，该数据为2016年年积日302天30s的卫星钟差数据，标称精度在0.2至0.3纳秒间，可作为检查模型预测结果的真值。为了分析灰色理论模型预测卫星钟差的可靠性，本文也采用了卫星钟差预测模型常用的二阶多项式模型进行对比分析。

本文取2016年年积日302天（10月28日）2：00至3：00的30s钟差数据共120个历元，分别进行灰色系统建模和二阶多项式建模，然后向外预报150个历元的钟差，以IGS站公布的30s钟差文件igs19205.clk_30s数据为真值进行对比分析，两种模型的预测结果如下所示：

本文采用的灰色理论模型GM（1，1）对卫星钟差进行了预测，从上述三个卫星的计算结果看，灰色理论模型对卫星钟差短期预测的误差达到纳秒级，其精度与钟差常用的二阶多项式预测方法相当。

3 结束语

在GPS数据处理过程中，精密钟差对最终定位的精度影响很大，因此提高其预报精度十分重要。短期钟差预测的模型常常采用二次多项式方法，本文在对灰色理论模型进行了简单的介绍后，通过实例测算其在钟差短期预报中的应用，对三个卫星的钟差进行了预测，并将结果与IGS站公布精密钟差数据进行了对比分析可知，灰色理论模型GM（1，1）在卫星钟差短期预测中可达到纳秒级的精度，适合应用于导航卫星的钟差预报。

参考文献

[1]黄劲松，李征航.GPS测量与数据处理[M].武汉大学出版社，2005.

[2]叶世榕，刘经南.GPS非差相位精密单点定位技术探讨[J].武汉大学学报，2002，27（3）：234-240.

[3]邓聚龙.灰色控制系统[M].华中理工大学出版社，1986.

精密工程论文第5篇

关键词：调平;算法;精密测量

1.前沿

随着科技水平的不断提高，现代制造业向着精密制造的方向发展，这对测量设备的精度提出了更高的要求，往往达到微米级，甚至亚微米级。精密调平工作台是圆柱度仪、齿轮测量机、三坐标测量机等测量设备的重要组成部分，因此，人们对调平工作台所要实现调平的精度要求也越来越高。目前，国内使用的精密调平工作台多使用凸轮[1]、楔块[2]机构实现调平，没有避免构件之间的滑动摩擦，由其产生的蠕变现象降低了调节的精度;国外使用的精密调节工作台已完全达到自动化的程度[3]，通过计算机分析传感器采集到的数据，控制电机的旋转量来实现工作台的调节，但价格非常昂贵。因此设计一种结构简单、性能可靠、价格较低、避免滑动摩擦的精密调平工作台是现代测量行业的一个重要课题。

2.三点调平算法

2.1调平原理

工作台调平的过程如图1所示，首先将工件固定在调平工作台上，调平工作台固定在测量仪器的转台上，如图1（a）所示。工件轴线与转台轴线的夹角及方位角通常可通过测量仪器的位移传感器测得，根据调平算法，可求得工作台水平调节的角度，再将角度转化为微分头的位移，调节微分头，使得工件轴线与转台轴线平行，如图1（b）所示，即实现工作台的调平功能。

（a） （b）

图1 调平原理图

2.2三点调平算法

三点调平算法是在工作台面下方设置三个支撑点[4]，该三点均布于工作台底部，如图2所示，ABC为等边三角形，且其边长a=200mm，O'为工作台的圆心，A点为固定支撑点，B、C为两个活动支撑点，通过调整两个活动支撑点在z轴方向的距离来实现工作台的调平。以A点为圆心，建立坐标系，设α、β分别为工作台与x、y轴的夹角。则B、C两点需要调整的距离为：

（1）

图2 三点支撑分布图

通过测量面1、2的测量可得到工件轴线与转台轴线的夹角φ，及方位角ω，建立如图3所示的坐标系。调平过程即为工件轴线AK绕x轴旋转β角度，再绕y轴旋转α角度，使其与z轴平行的AD重合的过程。

图3 三点调平坐标系

根据几何运算得到角度之间的关系：

由上式即可求出：

（2）

将式（2）带入式（1）得B、C两点调整距离s1、s2的表达式：

（3）

3.精密调平工作台的设计

3.1结构组成

本文所述精密调平工作台的结构示意图，如图4所示，主要由工作面、底座、及调平机构组成。

图4精密调平工作台结构示意图

3.2调平机构

精密调平工作台的调节范围很小，本文所述调平工作台的调节范围为±1?。

由调平算法可知，三点调平工作台的一个调节点为固定点，其余两个点为活动点。本设计采用楔形块推动精密微小轴承的机构实现活动点的调平。固定在工作台下方的精密微小轴承与楔形块通过工作面和底座之间的拉簧紧密接触，通过旋转微分头推动楔形块的运动实现轴承的上下移动，如图5所示。

图5 调平原理

1-工作面;2-精密轴承;3-微分头;4-楔块;5-弹簧;6-底座;7-滚珠

4.结论

本文在精密调平工作台的设计上采用了楔形块推动精密微小轴承的机构，给出了调平进给量的计算方法。该精密调平工作台具有如下特点：

（1）采用转动摩擦取代了滑动摩擦，有利于提高调节精度;

（2）该装置结构紧凑、安装调试方便、加工成本低。

参考文献：

[1]上海微电子装备有限公司.高精度快速调平装置：中国，CN101150042A [P]， 2008.3.26.

[2]西安交通大学.一种用于超精密测量机转台的调心调平装置：中国，CN 102607482 A[P]，2012.3.26.

[3]Rank Taylor Hobson. Workpiece position control： U.S.， 4731934[P]， Mar， 22， 1998.

[4]王艳波. 自动调平调心精密平台的研究[D]. 西安工业大学硕士学位论文. 2013：14-26.

[5]李庆祥，王东生，李玉和.现代精密仪器设计[M].北京：清华大学出版社，2003：139-150

[6]赵罘，杨晓晋，刘h.SolidWorks2013中文版机械设计从入门到精通[M].北京：人民邮电出版社，2013

精密工程论文第6篇

【关键词】精密加工 传感测量 技术

在先进制造技术中，精密加工是重要的技术构成部分。大多数的大型系统为了扩展功能和简化设计，都需要应用到精密加工和测量技术。特别是近年来，在精密加工中应用到了各种新技术，促进了精密加工技术的快速发展。在工业生产中，应用精密加工和传感测量技术，能够极大地提升生产效率。因此，精密加工和测量技术有着巨大的实用意义。

1 精密加工技术发展和应用

1.1 精密加工技术介绍

所谓精密加工技术，实际上就是将加工误差、表面粗糙度控制在允许的范围的一种技术。超精密加工技术误差和表面粗糙度要更为严格。精密加工技术主要包括精整加工、光整加工、超微细加工和微细加工等。

微细加工技术，就是用来进行为小尺寸零件制造的技术。主要是制造一些集成电路等，因为尺寸微小，所以通过尺寸额绝对值进行误差表示。

光整加工主要是为了提升表面层的力学机械性质和缩小表面的粗糙度的加工方式，对于加工误差相对不够重视。这些加工方式不仅可以降低误差，还能提升表面质量。

1.2 精密加工技术的特点和方法

按照加工方式的机理特点，能够将其分为三种方式，分别是变形加工、去除加工和结合加工。去除加工实际上就是将工件上的一部分材料去除掉。加工方式基本可以分为：磁粒光整、超精研抛技术、精细磨削、超精细切削、砂带磨削、布轮抛光、蚀刻、电解加工和电火花加工等。实际上，砂带磨削就是使用混纺布，这些混纺布粘有磨料，加工工件。具有适用范围广、表面质量好和生产效率高的优点。而精密磨削就是利用单晶的金刚石道具和高精密机床实施切削加工，基本上应用于软金属加工。超精密磨削则是在精密磨床上利用修整精确的砂轮实施微量磨削加工。变形加工，实际上就是利用分子、力和热运动使工件出现变形，使其性能、尺寸和形状发生改变。

按照理化方式的不同，可以分为连接、注入和附着三种。所谓附着加工，就是将一层物质覆盖在工件表面，例如，镀加工方式等。诸如加工就是将某些元素注入到工件表面，从而发生物化反应。连接加工就是通过物化方式将两种材料连接起来的方法。

结合传统、特点与机理可以分为三种，分别是复合加工、非传统加工和传统加工。传统加工可以分为游离磨料、固结磨料和道具切削加工的方法。实际上，非传统加工就是运用核能、化学能、光能、声能、磁能和电能等进行处理和加工。而复合加工则是结合多种加工方式，综合发生的复合作用，相辅相成、优势互补。

2 精密传感测量技术的发展和应用

现代测量技术，是一种综合性学科，主要包括了计算机技术、制造、图像、传感器、电子以及光学等，与紧密加工技术是相互补充、相辅相成的。测量技术为精密加工提供检测和评价方式，精密加工为测量技术提供有效地保障。结合科学技术的进步，传感测量技术也发生了巨大的改变，传统的方式已经难以满足发展要求，一系列应用了高新技术的测量技术应运而生，下面将进行详细的介绍：

2.1 双频激光干涉仪

这种仪器具有测量范围大、准确度高的优点，所以在测量位置控制反馈元件和测量超精密机床相关作位置中得到了大量的应用。但是激光测量，空气折射率影响着准确度，空气折射率和二氧化碳含量、压力、温度和湿度等有着密切的关系。干涉仪在空气中补偿和休整光路，能够将误差缩小。但是这种测量方式，受环境影响较大，因此在加工生产机床的时候，要求比较苛刻，很难满足其工作要求。

2.2 X射线干涉技术

随着科学技术的发展，显微测量X射线干涉技术得到了快速的发展，具有较大的测量范围，比较容易实现一些纳米级别的测量。SPM基础上的相关观测技术基本上只能提供纳米级别的分辨力，但是对于表面结构并不能够给出精确的纳米尺寸。X射线扫描干涉测量技术，是一种新型测量技术，其十纳米误差的测量基本单位是单晶硅上的晶面间距。另外，由于X射线波长要小于常规的可见光波波长两个数量级，很大程度上能够达到0.01纳米的测量分辨力。与其他方式相比，这种测量方式对于环境的要求不高，并且具有较好的测量稳定性，结构比较简单，有着很大的应用潜力。

2.3 显微扫描测量技术

在对表面的尺寸和微观形貌进行测量的时候，可以应用这种测量技术。基本原理就是通过极小探针来扫描被测表面。通过纳米级别的定位三维控制系统，能够测出表面微观立体情况。

3 结语

综上所述，在工业生产中，应用精密加工和传感测量技术，对于提升生产效率，提高产品质量，有着至关重要的作用。科学技术的快速发展，加工技术和测量技术取得了快速的发展。精密加工技术与测量技术是相互促进、相辅相成的。在工业生产中，二者缺一不可。在工业生产中，应该结合具体情况，选择最适合的精密加工技术与测量技术，每种加工技术都有着自身的优势和不足，这就需要进行合理慎重的选择。总而言之，随着科学技术的进步，精密加工技术和传感测量技术依然在不断地发展完善着，从而为工业生产提供坚实的技术支撑，推动技术的进步，提升生产力水平。

参考文献

[1]刘奎，李艺，LI X P，RAHMAN M.用立方氮化硼刀具对硬质合金材料进行延性超精密加工（英文）[J].纳米技术与精密工程，2004（03）.

[2]陈海霞.隔振基础的设计[A]. 2007年全国机电企业工艺年会“星火机床杯”工艺创新发展绿色制造节约型工艺有奖征文科技论文集[C]，2007.

[3]常敏，袁巨龙，楼飞燕，王志伟.化学机械抛光技术概述[A].全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集（二）[C]，2004.

[4]李圣怡，吴宇列，戴一帆.超精密加工技术在光纤对接中的应用[A].全国生产工程第九届年会暨第四届青年科技工作者学术会议论文集（二）[C]，2004.

[5]郭东明，康仁科.半导体制造中超精密加工技术的未来发展[A].科技、工程与经济社会协调发展―中国科协第五届青年学术年会论文集[C]，2004.

精密工程论文第7篇

关键词：超精密加工 柔性铰链 PTZ作动器 有限元分析

中图分类号：TH702 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）09-0145-02

超精密定位技术已成为超精密加工领域的关键技术之一，它直接影响着被加工零件的精度和表面质量。分析对比两种典型微动机构后，提出了采用PZT驱动的双平行铰链四杆机构构成超精密定位刀架。对刀架系统进行了详细的结构设计，并对其作了有限元仿真。

1、超精密定位刀架理论设计

1.1 二维柔性机构设计[1，2，3]

柔性铰链构成的对称双平行四杆机构可以减小了交叉耦合误差。因此，采用对称双平行四杆机构为实现超精密定位创造了更为有利的条件。本设计采用的是双平行弹性铰链机构如图1。

1.2 超精密定位刀架系统设计与分析[4]

刀架系统的技术要求：工作行程9um；分辨率10nm；具有较高的固有频率，满足良好的动态特性；选择压电陶瓷驱动器的最大伸长量lPZT max=10μm，刚度kPZT=100N/μm，则弹性铰链的刚度ky=11.11N/μm。由此可以取铰链参数为：臂长L：20mm ；半径R：5mm；宽度b：40mm；中心最小厚度t：1.5mm。设计出的超精密定位刀架如图2所示。

2、微动系统的有限元分析[5]

2.1 模型的建立

材料为65Mn，参数如下：弹性模量为2.06×e11Pa，泊松比为0.3，密度为7.85kg/m3；用SOLID92单元进行单元划分，定义边界条件为：平台实施底面全部约束，在刀具进给方向施加力F′max=230N，模型如图3。

2.2 静态分析

通过有限元分析和后处理，得到刀架的变形图（如图4），进而得到弹性铰链的最大位移为16.19μm，最大应力为78.7MPa，远小于65Mn钢的应力极限1000MPa（如图5）。根据公式ky=F/l即求出刀架弹性铰链的等效弹性刚度ky=14.2N/μm，将集中力130N作用于铰链，得到刀架弹性铰链的最大输出位移lmax=8.97μm。

在有限元模型中，将压电陶瓷与弹性铰链相粘结，构成刀架的整体有限元型，设置压电陶瓷材料的弹性模量为5.2×e10Pa；在230N载荷作用下，产生位移为2.01μm，系统进给方向的刚度为114.2 N/μm。上述有限元分析结果与理论结果基本一致，从而证明了理论设计的可靠性。

2.3 模态分析

超精密定位刀架系统要获得高的定位精度，外界振动的影响是不容忽视的。当外界振动频率和超精密定位刀架的频率接近或者刀架的阻尼比较小的时候，系统将产生谐振。这将严重影响刀架的运行稳定性[6]。因此必须研究系统的动态特性。利用静态分析的有限元模型，进行模态分析，得到微进给刀架的前四阶模态固有频率（图6，图7）。

由模态分析的结果可以看出微进给刀架的前两阶振型是刀架基座绕Z、Y轴的转动。第三、四阶振型是刀架基座绕X、Y轴的扭转。对微进给刀架的振型分析有助于对刀架的振动特点进行深入研究。为刀架的结构设计提供可靠的依据，从而提高微进给刀架的精度。由模态分析可知当刀架所受的切削力通过基座的几何中心时，基座不发生偏转，而只是在水平方向上产生误差，此时基座的水平振动模态是主要的。但是在加工过程中，切削力不可能总是通过基座的几何中心。由于切向进给刀架所受的切削力大部分情况下是不通过刀架几何中心的。在切削力不通过基座的几何中心的情况下，根据力的等效原理，把此切削力的作用等效为通过基座几何中心的水平力，和绕垂直面内的两个坐标轴的转动力矩，因此基座绕坐标轴的转动的模态也是影响加工精度的主要因素。微进给刀架在切削过程当中还受到切削力的作用，这种切削力会使基座在水平面内发生平移和转动。但是这两种误差对平面加工来说不会影响到加工精度，所以此两种振动模态的影响可以忽略。

3、结语

设计了一种具有无耦合位移、应力集中低双平行柔性铰链四杆机构。采用该机构构成超精密定位刀架系统，对超精密定位刀架系统进行了理论分析和有限元数值模拟，理论分析与有限元数值模拟结果表明了微动系统的设计是合理的。由此可见，超精密定位刀架能够满足实际应用的要求。也表明了理论分析法和有限元方法的计算结果比较接近，表明理论分析法和有限元建模的正确性，借助该方法可以提高设计的效率和成功率。

参考文献

[1]李玉和，李庆祥，陈璐云，等.单轴柔性铰链设计方法研究[J].清华大学学报（自然科学版），2002，42（2）：172-173.

[2]沈剑英，杨世锡，周庆华，等.行四杆柔性铰链机构的输出位移和耦合误差分析[J].机床与液压，2003，3：27-28.

[3]陈时锦，杨元华，孙西芝，等.基于柔性铰链的微位移工作台性能分析与优化设计[J].机械设计，2004，21（7）：46-48.

[4]赫玉娟，田延岭，张大卫，等.新型精密磨削辅助微进给平台的研制及特性研究[J].制造技术与机床，2004，4：39-42.

精密工程论文第8篇

论文关键词：阳春滴丸，淫羊藿苷，高效液相色谱，含量测定

 

本品由部颁标准收载的品种阳春胶囊（WS3-B-3834-98）改变剂型而成〔1〕。由水貂鞭粉、羊鞭胶、狗肾胶、鹿茸、首乌、山药、菟丝子、枸杞子、肉苁蓉、黄芪、熟地黄、阳起石、淫羊藿十三味药材组成。其主要功能为补肾、益精补虚，用于由肾虚引起的头昏耳鸣，腰膝酸软，神疲健忘。经过方法学研究，建立淫羊藿苷HPLC含量测定方法含量测定，方法简便，可靠，准确，可以用于阳春滴丸的质量控制。

1、仪器与试药

waters515 高效液相色谱仪；waters2487 紫外检测器；HedraODS-2 (Size:250mm×4.6mm，Media:10nm 5um)色谱柱。淫羊藿苷（110737-200312中国药品生物制品检定所）（供含量测定用）；阳春滴丸（批号：20090403，徐州生物工程高等职业学校实训室生产）；淫羊藿阴性对照滴丸（批号：20090404徐州生物工程高等职业学校实训室生产）论文开题报告范例。甲醇为色谱纯，乙腈为色谱纯，其它试剂为分析纯，水为重蒸馏水。阳春滴丸为徐州生物工程高等职业学校实训室提供，批号为：20090601、20090602、20090603、20090604、20090605、20090606、20090607、20090608、20090609、20090610。

2 阳春滴丸中淫羊藿苷的含量测定〔2－6〕

2.1对照品溶液的制备取淫羊藿苷对照品适量，精密称定含量测定，加流动相制成每毫升约含0.05mg的溶液，即得。

2.2供试品溶液的制备取本品适量，研细，取粉末约1.0g，精密称重，置具塞锥形瓶中，精密量取稀乙醇25ml加入锥形瓶中，密塞。精密称定重量。冷水超声0.5小时，放冷，精密称重，用稀乙醇补足减失的重量含量测定，滤过，取续滤液，即得。

2.3 色谱条件的选择 选择色谱柱：HedraODS-2 (Size:250mm×4.6mm，Media:10nm5um)；乙腈：水（25：75）为流动相；流速0.8ml/min。检测波长270nm。理论塔板数按淫羊藿苷峰计算应不低于1500。

2.4空白试验

按本制剂处方比例及制备工艺，不加入淫羊藿药材，制得缺淫羊藿的空白样品。按样品溶液制备方法制备空白对照溶液。分别精密吸取淫羊藿苷标准对照溶液、样品溶液和空白对照溶液各10ul，分别进样测定，可见：淫羊藿苷峰位在12分钟左右，样品溶液有同样的吸收峰，而空白溶液在相应位置无吸收，不影响淫羊藿苷定量。2..5标准曲线的制备 精密称定80℃减压干燥至恒重的淫羊藿苷对照品适量含量测定，加流动相制成每1ml含0.056mg的溶液论文开题报告范例。分别精密吸取2μl、4μl、6μl、8μl、10μl注入液相色谱仪，测定，测得峰面积。对峰面积与进样量进行直线回归处理。得回归方程y=3E+06x+57560；相关系数r＝0.9998。表明淫羊藿苷进样量在 0.112~0.560μg之间与峰面积分值呈线性关系。

表1:线性试验

 

进样量(ug)

0.112

0.224

0.336

0.448

0.560

峰面积

316987

653763

990349

精密工程论文第9篇

关键词：平差法 精密工程 测量 应用

中图分类号：P207.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）07（b）-0000-00

作为一条精密的自动化生产流水线的不锈钢冷轧生产线，其设备极其精密，总长约20m，据此可以严格控制产品的质量。通过感应滚筒测量其厚度，不锈钢原坯钢板进入轧机室冷轧，然后经过长度为1.6m、直径400mm的感应滚筒，检验已轧钢板的厚度。因此，滚筒轴线要严格垂直于轧机纵轴线，偏差应≤±0.08mm；滚筒轴应水平，两端高差应≤±0.08mm。两个感应滚筒轴线的垂直度和水平度都要要求检验，若偏差大于上述要求，则校正滚筒轴，直到偏差满足上述要求。

1 精密工程测量的定义和特点及平差理论的测量

研究地球空间中具体几何实体的精密测量描绘和抽象几何实体的精密测设实现的理论、方法和技术，就是精密工程测量的主要任务。它代表着工程测量学的发展方向。顾名思义，所谓的精密就是精确严密。要求高精度测量是精密工程测量的最大特点。测量平差时广泛应用的就是最小二乘法。平差、滤波和推估都是最小二乘法的配置；概括平差模型就是附有限制条件的条件平差模型。它是由现代平差模型和各种经典的组成的统一模型。在对模型误差的研究上，测量误差理论主要包括：平差中函数模型误差、随机模型误差的鉴别或诊断、模型误差对参数的影响以及对参数和残差统计的影响。由于需要检验变形监测网参考点的稳定性，这便导致了出现和发展自由网平差和拟稳平差，并且研究观测值粗差促进了控制网可靠性理论，以及可区分性理论的研究和发展了变形监测网变形和观测值粗差。稳健估计（或称抗差估计）是出现在针对观测值存在粗差的客观实际条件下。因为针对病态的可能存在于发放成系数阵中，有偏估计得到了发展。稳健估计和有偏估计与最小二乘估计相区别，成为非最小二乘估计。

2 利用极坐标法对空间点三维坐标的精度估算进行测定

如图所示，建立平行于纵轴线AB的轴线A?B?，将全站仪安置在平行轴线上与滚筒轴的一端C1，滚筒面两段圆周上的若干点（如图中的P?，P?，P?，P4等）的三维坐标可使用极坐标法来分别测定。滚筒面圆周约有120°的暴露部分，并且由平行于滚筒轴的x轴、平行于生产线纵轴的y轴以及作为铅垂线的z轴组成一个独立坐标系。可以以滚筒面圆周上各店三维坐标及滚筒的半径为依据计算出滚筒两端圆心（如图中的a?，a?）的三维坐标，并且根据此可将滚筒轴线的垂直和水平偏差计算出来。设x0，y0，z0为仪器两轴的中心坐标，以方位角α、天顶距β、斜距s作为对目标P的观测值，则可根据中心坐标和目标P的观测值以及公式x=x0+x=s*cosαcosβ+x0、y=y0+y=s*sinαcosβ+y0①和z=z0+z=s*sinβ+z0计算出待定点P的空间坐标，而后根据协方差传播定律可得到P点坐标的方差（mx 2=（x*m s/s）2+（ y*mα/ρ）2+ （x*z*mβ/Dρ）2 、my 2=（y*m s/s）2+（x*mα/ρ）2+（y*z*mβ/Dρ）2 ②、mz 2=（z*ms/s）2+（D*mβ/ρ）2）和协方差（mxy=x*y*ms2/s2-x*y*m2 s/ρ2+x*y*z2*mβ2/D2* ρ2 、mxz =x*z*ms2 /s2-x*z*mβ2/ρ2 ③ 、myz =y*z*ms2/s2-y*z*mβ2/ρ2）。从图中还可看出点位的水平横向误差my和铅垂方向mz 是滚筒轴的垂直度与水平度的关键，所以根据公式②和③，在一定的测角和测距精度条件下，应该限制y与z的数值（≤150mm）。因此，可根据各种能达到的测角和测距精度以及现场条件，然后用极坐标法估算测定点位的误差，经过比较分析从而决定采用有效的方案。

3 平差法计算圆心坐标

要想计算出滚筒两端圆心的坐标，可根据滚筒圆周上的两点坐标和滚筒的半径。比如也可以用平差方法求得圆心的坐标来测量圆周上的多于两点。将用极坐标法测定的点位坐标作为“观测值”可以采用带权约束参数平差法（P x平差法）。为求出其圆心的精确坐标和精度，可用机械量测工具精确测定的半径一起进行平差计算。

3.1带权约束平差法的基本原理

方程式Pm ：V m=A?X?+A?X?+I m 和P x ：V x=A x X?+Ix ④是带权约束参数平差的观测值方程式，也叫做误差方程式。在方程式中，将观测值的改正值设为V m ；将已知点坐标的改正值设为V x；将已知点和已知点平差后坐标改正值（未知参数）分别设为 X?和 X?；将未知数的参数设为A?和A?，而I m和Ix 为观测值方程式常数项；并且Pm为网中m个观测值的权。因为观测值之间是相互独立的，为了方便计算，Pm作为对角阵，取先验单位权中的误差σ=1，因此，观测值方差的倒数就是Pm矩阵的对角元素；由于σ=1，所以取P x为已知点的坐标值的权矩阵，那么可以用公式P x=Dx-1 ⑤进行计算.在该公式中，D x表示已知点的先验方差协方差矩阵，可以从点平差资料中查得它或者根据定精度通过估算而得。以公式④为基础，按照最小二乘原则可组成方程式NX+ATPL=0⑥，其中只有X为未知参数，所以通过公式可解出未知参数为X=-Q x ATPL（其中Q x=N-1 ⑦）那么由此可见，通过先求出已知点的先验方差协方差阵D x，求出D x的逆，得到其权阵，然后再讲已知点的坐标作为具有权阵P x的虚拟观测值，最后一般观测值与它一起组成方程式求解德到未知参数，这便是带权约束参数平差与经典平差的差别。因此，又把带权约束参数平差叫做P x平差。可先根据公式D x=σ02 Q x ⑧计算未知参数平差后的方差协方差阵来评定P x的精度。然后根据⑧计算出σ0=VTPV/r（σ0为平差后的单位带权中误差）⑨VTPV= VT m P m V m+ VT x P x V x ，r=（m+d）-n.其中设m为观测值的个数；具有先验方差协方差的已知点坐标数为d；而n则是未知数的个数，它包括坐标改正值未知数以及水平方向观测中的测站定向未知数；多余观测数设为r。在本精密工程中，将高精度观测值（可以用千分尺测量）用滚筒的半径值代替，有误差的已知点在圆周上用极坐标法测定的点代替，按照公式②和③计算其坐标的方差和协方差，最后再用P x平差法计算滚筒两端圆心点的坐标。

3.2确定观测点数

已经知道滚筒面圆周约有120°的暴露部分，观测点数在圆周上不宜过密。在圆周上，可能的观测点数为3-9点。在模拟计算圆心坐标的误差变化情况，使用Px平差程序能更好地选取恰当的观测点数，用图表将最后模拟 计算的结果表示出。由所给图可知，图2为圆心y坐标的协因数变化曲线，图3所示为圆心z坐标的协因数变化曲线。

图2 圆心y坐标的精度曲线

图3 圆心z坐标的精度曲线

4 结语

自由网拟稳平差分析变形监测数据是平差方法中很有效的一种方法。它讨论了网点稳定性检验结果是会手变形监测网的网型结构所影响的，同时也指出，其余动点的位移当在网中拟稳点组无法独立构成网形时在各观测周期间的坐标值是会产生影响的，其点位的稳定性分析结果也会受到扭曲。由此可得出，任何一种变形分析的平差方法都具有自己适用范围，要想取得满意的结果，那么就要在了解工程性质和掌握其先验信息的技术上，选择一种合适的平差分析法。其精度要求是用常规测量方法难以达到的特殊密工程测量是本文所讨论的主要内容。因此，本文提出可以很好地解决这一问题的测量方案和平差。在施测的方案中，对于特种精密工程的测量，根据测量仪器的特点，充分利用和发挥它的特长，扬长避短，为使测距的精度影响减少到零，可采用高精度的测角方式而不是采用精度较差的测距手段，与此同时，在进行数据处理时为提高计算成果的精度和可靠性应采用恰当的平差方法。现代化工厂的标志是工业自动化生产线，但是有着极高精度要求的生产线上的轴线检测有传统的机械量具手段是难以满足这一要求的。为了能够很好地解决这一问题，可采用现代化的精密工程测量技术，在当今各个学科之间，这也体现了相互借鉴相互渗透的发展趋势。

参考文献

[1] 顾孝烈.城市与工程控制网设计[M].上海：同济大学出版社，1991.

[2] 鲍峰.带权约束参数平差及其应用[J].同济大学学报，1995，23（2）：181-185.

[3] 张正禄，邓勇，罗长林，等.论精密工程测量及其应用.测绘通报，2006（5）：17-19.