本文選題：數(shù)控機床　切入點：運動鏈設(shè)計　出處：《浙江大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵核心裝備,數(shù)控機床運動鏈設(shè)計是機床方案設(shè)計的重要部分。本文針對現(xiàn)有數(shù)控機床運動鏈設(shè)計存在的不足,提出了一種基于位姿求解和誤差分析的數(shù)控機床運動鏈設(shè)計與優(yōu)化方法。對于給定的待加工工件,通過刀具路徑與刀軸矢量規(guī)劃得到刀具位姿矢量集合,求解刀具位姿-運動功能方程組,得到所有滿足刀具位姿要求的數(shù)控機床運動鏈。根據(jù)多體運動學(xué)原理構(gòu)建機床極限誤差模型,通過對比分析不同運動鏈極限誤差的矩陣及旋量參數(shù),提高運動鏈的精度�；跀�(shù)控機床的靜力學(xué)有限元分析,構(gòu)建并求解誤差分量方程組得到運動軸部件的誤差靈敏度,根據(jù)靈敏度分析結(jié)果對運動鏈進行優(yōu)化�；诒疚奶岢龅睦碚摲椒ê图夹g(shù),開發(fā)了數(shù)控機床運動鏈設(shè)計系統(tǒng)。論文分為六章,主要內(nèi)容如下:第一章介紹了數(shù)控機床運動鏈設(shè)計、數(shù)控機床誤差建模、數(shù)控機床誤差靈敏度分析等相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,闡述了課題研究背景及意義,給出了本文的主要研究內(nèi)容和組織框架。第二章提出了基于位姿關(guān)系求解的數(shù)控機床運動鏈設(shè)計方法。對于給定的待加工工件,分析工件加工成形運動中刀具相對工件的位姿關(guān)系。通過刀具路徑與刀軸矢量規(guī)劃,得到工件上加工路徑點集合及刀具位姿矢量集合,對刀具位姿矢量進行歸一化處理得到待設(shè)計運動鏈的運動軸數(shù)。構(gòu)建運動鏈的運動功能矩陣表征運動鏈的運動功能,根據(jù)運動鏈的運動功能滿足刀具位姿要求,構(gòu)建刀具位姿-運動功能方程組。通過求解刀具位姿-運動功能方程組,得到了所有滿足刀具位姿要求的數(shù)控機床運動鏈。第三章提出了面向數(shù)控機床運動鏈精度設(shè)計的極限誤差分析方法。定義數(shù)控機床的極限誤差狀態(tài),根據(jù)多體運動學(xué)原理構(gòu)建數(shù)控機床運動鏈的極限誤差模型,得到極限誤差矩陣并進行理論比較分析;根據(jù)螺旋理論將極限誤差矩陣轉(zhuǎn)化為旋量形式并比較旋量參數(shù)。通過對不同運動鏈的極限誤差進行比較分析,從滿足刀具位姿要求的運動鏈中剔除誤差較大的劣質(zhì)運動鏈,提高了運動鏈的精度。運用運動鏈極限誤差分析方法總結(jié)歸納運動鏈精度設(shè)計準(zhǔn)則,提高了數(shù)控機床運動鏈精度設(shè)計的效率。第四章提出了基于誤差靈敏度分析的數(shù)控機床運動鏈優(yōu)化方法。首先給出了一種基于數(shù)控機床靜力學(xué)有限元分析的求解誤差靈敏度的方法,建立數(shù)控機床運動鏈的加工誤差模型,通過求解誤差分量方程組得到運動軸部件的誤差靈敏度。然后基于誤差靈敏度分析結(jié)果,對數(shù)控機床運動鏈進行優(yōu)化,使優(yōu)化后的運動鏈擁有較低的誤差靈敏度。第五章基于本文提出的理論方法和技術(shù),結(jié)合國家科技重大專項課題"高檔數(shù)控機床數(shù)字化設(shè)計方法、工具集與應(yīng)用(二期)",開發(fā)了數(shù)控機床運動鏈設(shè)計系統(tǒng),應(yīng)用于五軸數(shù)控機床的運動鏈設(shè)計和優(yōu)化過程,驗證了本文理論方法的可行性。第六章總結(jié)本文的主要研究成果和創(chuàng)新點,并對下一步的工作和研究方向進行展望。
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【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG659

【參考文獻】

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1 要小鵬;殷國富;李光明;;數(shù)控機床進給軸綜合誤差解耦建模與補償研究[J];機械工程學(xué)報;2016年01期

2 孫惠娟;殷國富;方輝;向勝華;林海峰;;五軸數(shù)控機床綜合誤差建模評價方法研究[J];四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版);2012年06期

3 程強;劉廣博;劉志峰;玄東升;常文芬;;基于敏感度分析的機床關(guān)鍵性幾何誤差源識別方法[J];機械工程學(xué)報;2012年07期

4 薩日娜;張樹有;徐敬華;;面向結(jié)構(gòu)化布局設(shè)計的產(chǎn)品布局多色模型[J];計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報;2012年03期

5 薩日娜;張樹有;徐敬華;張秀芬;謝志坤;;基于位姿圖和性能融合的產(chǎn)品布局設(shè)計方法[J];機械工程學(xué)報;2012年05期

6 黃強;張根保;張新玉;;機床位姿誤差的敏感性分析[J];機械工程學(xué)報;2009年06期

7 程剛;葛世榮;;3-RPS對稱并聯(lián)式機械腿誤差模型及分析[J];中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年01期

8 李小雷;童水光;金濤;龔友平;;新型數(shù)控刻楦機的誤差分析和精度綜合[J];浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版);2006年06期

9 劉建慧;鄒慧君;顏鴻森;;五軸銑床運動鏈設(shè)計與構(gòu)型綜合[J];中國機械工程;2006年08期

10 劉建慧;鄒慧君;顏鴻森;;五軸銑床運動鏈構(gòu)形方案分析[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2006年01期

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1 黃志東;復(fù)雜曲面加工運動創(chuàng)成與加工區(qū)域研究[D];吉林大學(xué);2014年

2 張亞;基于誤差敏感方向加工測試的五軸機床旋轉(zhuǎn)軸運動誤差辨識方法研究[D];浙江大學(xué);2013年

3 薩日娜;面向復(fù)雜產(chǎn)品方案設(shè)計的多性能融合布局設(shè)計技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 劉建慧;基于拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和換刀動作特性的加工中心運動方案設(shè)計方法研究[D];上海交通大學(xué);2006年

5 粟時平;多軸數(shù)控機床精度建模與誤差補償方法研究[D];中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2002年

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2 翟江濤;機床誤差的動態(tài)分析方法及其控制技術(shù)研究[D];重慶理工大學(xué);2015年

3 趙鑫;基于工藝規(guī)劃的可重構(gòu)機床運動功能方案建模與評價技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2012年

4 謝莉;計算機輔助可重構(gòu)機床運動功能方案設(shè)計[D];西安理工大學(xué);2008年

5 陳曉華;可重構(gòu)機床運動功能設(shè)計方法研究[D];西安理工大學(xué);2007年

6 王冰;五軸混聯(lián)機床的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2005年

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本文編號：1642031