采用激光干涉仪检测混联数控机床回转轴的运动精度,达到对其综合评价的目的,为机床的运动精度误差补偿做准备.对雷尼绍激光干涉仪的结构和角度测量原理进行了详细探讨,分析了干涉仪在回转轴运动精度测量中的主要影响因素和误差诱因;作出了角度测量中正弦近似误差特性曲线,并提出了该测量误差的数学模型;讨论了激光波长补偿的机理,提出了一种通用、简便易行的回转轴角位移精度检测方法.

介绍了外置式激光跟踪测距系统的原理,采用球形跟踪伺服机构的设计思想,设计了两维旋转跟踪伺服机构,并进行了试验研究.试验结果表明该机构具有结构简单、跟踪精度高、动态性能好的特点.

对宏微进给系统的位置误差进行了检测和误差补偿。设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台被安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联的关系。宏动台只用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位交由微动台实现。利用激光干涉仪对宏微进给沿导轨做直线运动时的定位误差和重复定位误差进行了检测,并参照数控轴线的定位精度和重复定位精度的定义对测量的误差数据进行了分析和处理。采用PMAC的丝杠补偿和间隙补偿功能对单、双向定位误差重复定位误差进行了补偿,并将补偿前后的检测结果进行了对比,轴线的定位误差和重复定位误差都显著减小,表明所采用的补偿策略是可行有效的。

设计了基于压电型微驱动器的宏微双驱动精密定位系统,宏动台由伺服电动机直接驱动,微动台由压电陶瓷驱动器和弹性铰链构成,并由压电陶瓷驱动器驱动。微动台安装在宏动台上,微动台和宏动台是串联关系。宏动台用于实现大行程微米级定位,而纳米级定位由微动台实现。利用基于运动控制卡的开放伺服功能来协调宏微工作台之间的控制,而位置反馈由两个高精度光栅完成,精度检测由激光干涉仪完成。当宏动台运动结束后,微动台根据测得的定位误差做出补偿进给。实验表明,在行程100 mm的范围内每隔1 mm采集一点,误差控制在±100 nm以内。

分析了激光干涉测长原理，建立了测长光路中角锥棱镜的光线偏移模型及内部光程模型，推导了忽略直线度误差及角度误差的未对准误差对定位误差测量结果影响关系的简洁表达式，进行了定位误差的测定实验，给出了未对准误差的一种定量评估方法．

在对直线运动坐标定位精度的干涉测量原理和方法进行深入研究的基础上，对干涉测量的误差进行了分析。采用激光干涉法检测了混联机床X轴的定位精度和重复定位精度，并作出了基于测量数据的混联机床X轴单向均位偏差特性曲线，推导出了X轴正、反向运动定位误差的数学模型。利用最小二乘法拟合得到了机床直线运动坐标目标位置的均值误差补偿数学模型，提出了一种直线运动坐标定位精度的激光干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法，并对X轴的定位精度进行了补偿。

针对宏微进给系统,利用弹性铰的微变形原理设计了宏微系统中的微动台。采用最小位能原理推导出一般弹性铰的二维刚度矩阵;并将此刚度矩阵应用于设计有弹性铰的微进给平台中,给出了所设计的微动台简化的计算模型。将简化模型计算结果与有限元计算结果和实验结果比较,结果证明了该方法的有效性和实用性。

针对传统研磨方法的研磨轨迹覆盖均匀性等问题,开展了X-Y联动的平面研磨轨迹仿真与实验研究。建立了该X-Y联动的平面研磨轨迹运动模型,仿真分析了初始向径、初始相位角、转速比、X-Y联动轨迹等参数对研磨轨迹的影响规律;在自主研发的样机平台上开展了研磨实验研究。对试件研磨表面的平面度与粗糙度进行检测,验证了研磨轨迹曲线仿真方法的有效性,表明良好的研磨组合参数是提升研磨表面质量的必要因素。

在平面研磨中，研磨盘的磨损也对工件的表面质量有很大的影响，研磨盘的磨损机制一直都是国内外探讨的重点问题。采用固着磨料研磨技术，提出一种多参数平面研磨加工方法，并从研磨盘磨损轨迹分析进行了分析和仿真。结果表明：该平面研磨方法克服传统行星式研磨方法的相关缺陷，并降低轨迹重复率，还获得了分布更均匀的研磨相对速度。

理论仿真和实验分析均证明新设计的电液锤液压系统可以实现一阀多用的功能为进一步提高电液锤液压控制系统的可靠性对其中专用的三位三通手动换向阀进行了改造.仿真结果表明将改进后的换向阀用于电液锤的液压系统将使液压控制系统的控制可靠性大大加强.