机械工程学报

作者：李洲龙, 王锐, 范哲, 朱利民

单位：1. 上海交通大学机械与动力工程学院 上海 200240;2. 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室 上海 200240

关键词：大气等离子体,热效应,去除函数,驻留时间,误差在线补偿；

基金：国家自然科学基金资助项目(52275451)。

大气等离子体射流加工由于其化学刻蚀的加工原理，材料去除速率极易受温度影响，然而加工区域内温度波动造成的面形误差目前仍难以有效预测与抑制。为了补偿大气离子体射流加工中热效应引起的非线性加工误差，搭建了可在线测量加工区域温度的大气等离子体射流加工系统，分析了加工过程中全局和局部热效应对材料去除速率的影响规律，建立了考虑热效应的时变非线性去除函数模型及标定方法，依据加工区域温度的实时测量数据，实现了基于驻留时间动态调整的大气等离子体射流加工热误差在线补偿技术。熔石英光学元件的修形加工实验结果表明，所提出的方法有效补偿了加工过程中由温度波动引起的面形误差，材料去除量误差PV从362.71 nm降低至132.25 nm，提升63.54%，RMS从90.02 nm降低至33.45 nm，提升62.84%。研究结果为提升大气等离子体加工的修形精度提供了新的思路与参考。

来源：2023年第21期

《机械工程学报》期刊编辑部

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