现代精密仪器设计第二章-总体设计.pptVIP

2.精度——仪器设计的关键精度直线位移精度主轴回转精度圆分度精度中1－10μm1—10μm1—10高0.1－1μm0.1－1μm0.2—1超高0.1μm0.1μm0.2可分三类：中?高?超高精度要求不同，方案差异很大，甚至原理不同，价格差距悬殊。！由精度要求，合理选择方案——精度/经济性?匹配高精度方案低精度方案低精度仪器高精度仪器不经济达不到要求╳3.批量——决定于市场需要批量不同——方案不同、加工方法也应有所不同?单件小批——多采用通用机床，尽量少采用铸件；?批量——专用机床、夹具、铸、锻件；零部件系列化、通用化、标准化?提高效率、降低成本。4.生产效率——单位时间加工（测量、检测）工件数效率的确定应考虑与自动化相关联。?室外——环境差如：搅拌机；注意：防尘、防油、防腐等?室内——条件好如：高精度仪器（超净室、隔音、防震等）；

?地理位置——经纬仪，注意：“南热/北冷”影响。6.安全保护仪器首先是安全，特别是人身安全！不同仪器，应采取不同措施——（1）用壳保护，如：高压、放射性、有毒气体等；（2）操作安全——接地；（3）仪器本身安全，如：过载保护、限位、停电保护等[转台]。5.工作环境工作环境不同，仪器结构差异也很大。——振动、温度、湿度、净化度、天气等例如——用户提出要测64K集成电路的仪器。01这不能作仪器设计起始数据，应经设计者“翻译”成正式的仪器设计要求。0264K?线宽2.5μm?仪器精度1μm032.3主要参数与技术指标通常用户——只能提出使用要求：一、精密机械设备与仪器的技术指标（1）工作性能——加工（测量）对象尺寸范围、运动参数以及自动化程度等（2）精度——精确度、分辨率、灵敏度、重复精度等（3）效率——如生产（检测）效率（4）可靠性——平均故障间隔时间（MTBF）（5）维修性——平均修理时间（MTTR）（6）安全性——1-P，P为故障概率（7）外形尺寸、重量性/价最佳性能——追求高指标价值——追求高利润设计者二、确定设计参数与指标的方法1.根据设备的用途用户提出的是使用要求，设计者应根据用户使用要求转换成设计工作所需的指标。依据——经验、试验、统计、专用或者通用。2.根据加工（测量）对象的主要尺寸根据加工（测量）对象主要尺寸确定仪器的主要指标。（1）微细加工设备硅片＝3′′4′′5′′行程?75?100?1251英寸=25.4mm（2）三坐标测量机主孔工件600mm小型600—2m中型2m大型（3）显微镜工作距SRmax3.根据加工（测量）的精度要求确定主要参数和技术指标（1）参数本身对精度影响——设计时取不同参数对仪器产生不同精度。光学测头杠杆比(l2/l1)确定：l1——光学杠杆长度；l2——机械杠杆长度；l3——显微工作尺寸；力变形对仪器精度影响——某些参数由于受力变形对精度影响很大01三坐标测量机受力变形对精度影响02机型分析——不同结构形式受力不同，变形对精度影响也不同，故应根据设计精度选型。03?悬臂式——变形大精度0.01mm/m?桥式、龙门式——刚性好?主轴式——适于小型测量机?卧轴式——适于中型及精密测量机04悬臂式横臂变形及其对测量精度影响举例A点变形及转角——测头自重、横梁自重与立柱弯曲同理，可得B点变形及转角结论——（1）变形引起的垂直方向测量误差Δ1＝3.43mm（2）不符合阿贝原则引起测量误差Δ2＝1.1mmΔ2=S(θA-θB)(假定S=1000mm)