本文關(guān)鍵詞：基于機床誤差建模的加工精度預測研究

  更多相關(guān)文章： 綜合誤差 誤差辨識 誤差建模 精度預測

【摘要】：隨著先進制造技術(shù)不斷向更高的層次發(fā)展,使得零件的加工質(zhì)量得到了顯著的改善。數(shù)控機床是整個機械行業(yè)的必備機器,為了權(quán)衡機器的整體性能,把其加工精度作為關(guān)鍵衡量項目之一。因此,展開機床誤差研究的目的就是為了改善機床整體的加工質(zhì)量。在機床加工時,機床工作臺和刀具必然要產(chǎn)生相對運動,由于影響加工過程的因素多種多樣,刀具和工件經(jīng)過運動到達的實際位置總會和預計位置有所偏差。機床的加工精度就取決于它們之間相對運動的配合程度,相對運動產(chǎn)生的誤差越小,加工精度越精確,因此研究機床自身對工件加工質(zhì)量的影響具有重要的理論和實際意義。利用運動學的建模原理可以對這一誤差進行計算。本文在此背景下,以三軸聯(lián)動機床為研究對象,提出了一種基于機床幾何誤差模型的加工精度預測方法,結(jié)合機床綜合誤差模型、工藝參數(shù)、刀具軌跡等進行加工誤差預測,加工表面為端面和圓柱面兩種典型的加工面,通過仿真得到了有誤差的加工表面及加工精度參數(shù),可為加工路徑規(guī)劃、機床設計等提供理論參考,具體的研究內(nèi)容有：(1)針對目前機床加工誤差建模的發(fā)展概況,對國內(nèi)外研究現(xiàn)狀進行總結(jié)歸納,指出目前研究存在的不足,正是由于現(xiàn)有研究的不足,使得本課題的研究方向得以明確,并以此為研究思路展開論述。(2)在對機床誤差元素建模前,先要明確影響機床加工誤差的因素有哪些,以及這些誤差對應的誤差源是什么。由于誤差因素多種多樣,將每一項因素都考慮在內(nèi)是不現(xiàn)實的,因此本文從主要影響因素入手,從運動學的角度對機床幾何誤差進行了詳細分析,概括出26項主要幾何誤差分量。此外還探討了誤差元素的檢測技術(shù),精確的測量技術(shù)保障了誤差建模及精度預測的數(shù)據(jù)來源。(3)以齊次坐標變換原理為理論依據(jù),建立了三軸機床典型結(jié)構(gòu)的幾何誤差數(shù)學模型,表述了各部件的誤差量是如何通過機床的結(jié)構(gòu)和運動定量地變換為刀具和工件在空間的相對位置關(guān)系。為了便于建模需要建立一系列坐標系,研究目標是確定刀具與工件之間的相對位置,它們的相對運動可以用機床運動鏈中部件的相對運動來描述,這一描述過程即為建模的過程,各誤差分量對機床加工精度的影響可以用建立的模型來進行分析和預測,為加工精度預測仿真等工作建立了理論鋪墊。(4)通過對誤差模型中的誤差元素進行有效地檢測和辨識才能很好地運用該模型。將模型中的基本誤差元素轉(zhuǎn)化為易于測量的部件誤差,即可獲得各個誤差分量。然后對各個誤差元素分量進行建模,將獲取的離散測量值用數(shù)值擬合的方法進行擬合,幾何誤差分量可以用位移相關(guān)的函數(shù)來表示,建立的函數(shù)只含有位移一個自變量,這種建模方法能直觀反映出該誤差分量的變化趨勢及變化范圍,實現(xiàn)了對誤差分量的有效預測。(5)根據(jù)刀具的幾何形狀建立了刀具模型,在此基礎上根據(jù)運動學變換原理,對刀具相對于工件的運動軌跡進行建模,通過引入時間變量,能反映出實際加工中刀具軌跡隨時間的變化過程,即可獲得任意時刻的刀具位置,并通過對典型加工面進行精度預測仿真,得到理論加工表面和實際加工表面以及精度參數(shù)指標,實現(xiàn)了機床加工精度的有效預測。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG502.13

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊椿年;機床涂色原理[J];組合機床;1983年04期

2 徐宗俊,劉飛;機床節(jié)能方面的一些研究和設計問題[J];機床;1985年08期

3 張文梁;小議復合型人才——介紹《機床加工技能》錄像片[J];職業(yè)技能培訓教學;1999年11期

4 譚天;基于網(wǎng)絡的機床診斷、臨測和維護[J];世界制造技術(shù)與裝備市場;2003年01期

5 潘秋紅;;淺談機床加工技能訓練教學中學生積極性的提高[J];科技信息(科學教研);2008年18期

6 ;機床加工作業(yè)環(huán)境與安全[J];工業(yè)安全與環(huán)保;2012年02期

7 陳家元;;機床的振動及防治措施[J];裝備制造技術(shù);2012年09期

8 儲開滾;;淺議機床振動的原因及控制技術(shù)[J];河南科技;2013年07期

9 趙長齡;機床安裝經(jīng)驗介紹[J];機床與工具;1955年10期

10 顏煃;;機床的振R誙O楲[J];機械制造;1957年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 秦鈺龍;陳駿;;淺談機床系列化造型設計方法[A];2013國際工業(yè)設計研討會暨第十八屆全國工業(yè)設計學術(shù)年會論文集[C];2013年

2 ;機床用高效節(jié)能驅(qū)動系統(tǒng)[A];電子信息節(jié)能技術(shù)與產(chǎn)品推廣應用專集[C];2009年

3 高國琴;羅燕;劉辛軍;江道根;;虛擬軸機床并聯(lián)機構(gòu)的無抖振滑�？刂芠A];第二十九屆中國控制會議論文集[C];2010年

4 ;“千廠千會”工作加速了企業(yè)發(fā)展[A];陜西省機械工程學會電加工分會第七屆學術(shù)年會論文集[C];2000年

5 王永明;李力;;CNC機床加工信息指示輸入方式[A];面向制造業(yè)的自動化與信息化技術(shù)創(chuàng)新設計的基礎技術(shù)——2001年中國機械工程學會年會暨第九屆全國特種加工學術(shù)年會論文集[C];2001年

6 李初曄;張媛;王衛(wèi)朝;楊潔;石敏;;CINCINNATI V5-3000機床的故障特征分析與研究[A];第十二屆全國設備故障診斷學術(shù)會議論文集[C];2010年

7 楊新勝;鐘樹平;;高速精工電源和機床的研究[A];機械 材料 特種加工技術(shù)交流會論文集[C];2002年

8 秦忠;;綠色設計在多工位機床上的應用[A];2011裝備制造業(yè)綠色創(chuàng)造 節(jié)能減排發(fā)展論壇論文集[C];2011年

9 秦忠;;綠色設計在多工位機床上的應用[A];戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的培育和發(fā)展——首屆云南省科協(xié)學術(shù)年會論文集[C];2011年

10 任寶鋼;范世平;羅和平;;基于Vericut的五軸雙轉(zhuǎn)臺機床仿真技術(shù)[A];第八屆沈陽科學學術(shù)年會論文集[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 郭炳華 閻秀真;家家機床響 戶戶笑開顏[N];河北科技報;2006年

2 張穎;挖掘再制造潛力 煥發(fā)機床第二次生命[N];中國冶金報;2010年

3 本報記者 李佳師;桂林機床：制造+服務決勝市場[N];中國電子報;2012年

4 劉曉辰;秦川機床集團著力打造國際高端品牌[N];經(jīng)濟日報;2007年

5 余桂才;桂林機床投億元巨資搞技改[N];中國工業(yè)報;2005年

6 本報記者 楊紅英;國產(chǎn)高檔機床市場化之路艱難曲折[N];中國工業(yè)報;2013年

7 本報記者 楊紅英;漢江機床：銷售旺季更應嚴把質(zhì)量關(guān)[N];中國工業(yè)報;2010年

8 趙文輝;衡冶 節(jié)能降耗取得新成果[N];中國冶金報;2003年

9 本報記者 孫宏程;中高檔機床挺進寧波市場[N];機電商報;2005年

10 本報記者 齊雪嶺;精誠機床：用個性化扮靚品牌[N];中國工業(yè)報;2008年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 蘇浩;超精密飛切機床熱行為與熱結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

2 孫椰望;船用多功能數(shù)控機床動態(tài)性能研究[D];北京理工大學;2015年

3 馬麗梅;網(wǎng)絡聯(lián)盟環(huán)境下可重構(gòu)機床優(yōu)化配置理論與方法研究[D];北京交通大學;2013年

4 商鵬;基于球桿儀的高速五軸數(shù)控機床綜合誤差建模與檢測方法[D];天津大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳治國;多工位筆頭加工機床的關(guān)鍵部件的研究與設計[D];東華大學;2016年

2 王帥;面向工業(yè)4.0的機床管理系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D];中國科學院研究生院(沈陽計算技術(shù)研究所);2016年

3 周曉婷;基于機床誤差建模的加工精度預測研究[D];山東大學;2016年

4 黃靜;機床能耗基礎數(shù)據(jù)建模及獲取方法研究[D];重慶大學;2015年

5 鄭鵬;機床加工過程振動特性及對加工表面質(zhì)量影響的研究[D];華中科技大學;2012年

6 陳宇;機床加工能耗及碳排放量定量分析方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

7 韓貞榮;機床聲音信號特征的統(tǒng)計分析[D];南京航空航天大學;2007年

8 朱曉春;機床外觀造型設計新技術(shù)的應用研究[D];沈陽工業(yè)大學;2011年

9 張麗;四軸數(shù)控鏟磨機床動、熱特性研究[D];燕山大學;2010年

10 翟少劍;機床整機溫度場建模及其動態(tài)特性分析[D];北京工業(yè)大學;2011年

，

本文編號：1233264