發(fā)布時(shí)間：2022-04-27 22:06

　　機(jī)床精度作為機(jī)床綜合性能的集中體現(xiàn)與評價(jià)指標(biāo),決定了一個(gè)國家制造業(yè)的整體水平。理想情況下,工作臺(tái)進(jìn)行單軸平移運(yùn)動(dòng)時(shí)只有沿移動(dòng)方向的一個(gè)自由度,但實(shí)際中,考慮到部件的幾何誤差、彈性變形等靜態(tài)誤差,以及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的插補(bǔ)誤差、伺服跟隨誤差、振動(dòng)誤差等動(dòng)態(tài)誤差時(shí),移動(dòng)副的真實(shí)運(yùn)動(dòng)具有空間六自由度。目前針對機(jī)床精度的檢測主要以準(zhǔn)靜態(tài)為主,沒有考慮到速度,加速度等動(dòng)態(tài)因素對精度造成的影響,不能完全代表機(jī)床在運(yùn)行過程中的全部誤差,因此,找到速度特征或加速度特征與剛體空間運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,對機(jī)床動(dòng)態(tài)精度的檢測十分重要。運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)中,活動(dòng)標(biāo)架及其微分公式以微分運(yùn)動(dòng)的方式考察點(diǎn)與直線的軌跡,可以將運(yùn)動(dòng)學(xué)與幾何學(xué)聯(lián)系起來。因此,如果能通過運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)找到加速度特征與剛體空間運(yùn)動(dòng)軌跡與姿態(tài)的關(guān)系就能使通過加速度測量求解機(jī)床移動(dòng)副動(dòng)態(tài)精度成為可能。針對以上問題,本文應(yīng)用運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)理論,推導(dǎo)平面運(yùn)動(dòng)與空間運(yùn)動(dòng)中剛體上點(diǎn)的加速度與剛體角速度的關(guān)系、建立角速度與剛體姿態(tài)角的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,得到了加速度與剛體姿態(tài)角之間的非線性微分方程組。然后將其應(yīng)用在姿態(tài)測量與誤差檢測中,討論了一種基于全加速度測量的移動(dòng)副動(dòng)態(tài)誤差檢測方法。不僅... 

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 論文研究背景與意義
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 剛體運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)理論
        1.3.2 機(jī)床空間誤差建模研究
        1.3.3 移動(dòng)副靜態(tài)誤差測試方法
        1.3.4 移動(dòng)副動(dòng)態(tài)誤差測試方法
    1.4 本文的研究內(nèi)容
2 平面運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)加速度特征
    2.1 剛體平面運(yùn)動(dòng)描述的一般形式
        2.1.1 位置的描述
        2.1.2 姿態(tài)的描述
        2.1.3 位姿的描述
        2.1.4 基于齊次變換的剛體平面運(yùn)動(dòng)軌跡
    2.2 剛體平面運(yùn)動(dòng)描述的相伴形式
        2.2.1 平面Frenet標(biāo)架
        2.2.2 平面曲線與曲線相伴
        2.2.3 動(dòng)瞬心線
        2.2.4 定瞬心線
        2.2.5 拐點(diǎn)圓
    2.3 剛體平面運(yùn)動(dòng)角速度
    2.4 剛體平面運(yùn)動(dòng)角加速度
    2.5 剛體平面運(yùn)動(dòng)加速度瞬心
    2.6 剛體平面運(yùn)動(dòng)加速度特征
        2.6.1 速度瞬心與加速度瞬心連線點(diǎn)的加速度特征
        2.6.2 拐點(diǎn)圓上點(diǎn)的加速度特征
    2.7 平面全鉸鏈四桿機(jī)構(gòu)算例
        2.7.1 位移方程的建立與求解
        2.7.2 角速度分析
        2.7.3 角加速度分析
        2.7.4 曲柄搖桿機(jī)構(gòu)加速度瞬心
    2.8 平面曲柄滑塊機(jī)構(gòu)算例
        2.8.1 位移方程的建立與求解
        2.8.2 角速度分析
        2.8.3 角加速度分析
        2.8.4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)加速度瞬心
    2.9 本章小結(jié)
3 空間運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)加速度特征
    3.1 剛體空間運(yùn)動(dòng)描述的一般形式
        3.1.1 位置的描述
        3.1.2 姿態(tài)的描述
        3.1.3 位姿的描述
        3.1.4 RPY角與歐拉角
        3.1.5 基于齊次變換的剛體空間運(yùn)動(dòng)軌跡
    3.2 剛體空間運(yùn)動(dòng)描述的相伴形式
        3.2.1 空間Frenet標(biāo)架
        3.2.2 空間曲線與曲線相伴
        3.2.3 直紋面Frenet標(biāo)架
        3.2.4 空間曲線與直紋面相伴
        3.2.5 瞬時(shí)螺旋軸
        3.2.6 定瞬軸面
        3.2.7 動(dòng)瞬軸面
    3.3 剛體空間運(yùn)動(dòng)角速度
    3.4 剛體空間運(yùn)動(dòng)角加速度
    3.5 剛體空間運(yùn)動(dòng)加速度瞬心
    3.6 空間RCCC機(jī)構(gòu)算例
    3.7 本章小結(jié)
4 加速度與角度運(yùn)動(dòng)學(xué)模型建立
    4.1 角速度求解方法一
    4.2 角速度求解方法二
    4.3 運(yùn)動(dòng)學(xué)微分方程建立
    4.4 空間RCCC機(jī)構(gòu)驗(yàn)證
        4.4.1 RCCC機(jī)構(gòu)基本運(yùn)動(dòng)參數(shù)理論值求解
        4.4.2 RCCC機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模型正解驗(yàn)證
        4.4.3 RCCC機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)模型反解驗(yàn)證
    4.5 本章小結(jié)
5 機(jī)床移動(dòng)副動(dòng)態(tài)精度測量應(yīng)用
    5.1 加速度傳感器測量機(jī)床移動(dòng)副動(dòng)態(tài)精度
        5.1.1 測量儀器
        5.1.2 三點(diǎn)測量模型
    5.2 激光干涉儀測量機(jī)床移動(dòng)副準(zhǔn)靜態(tài)誤差
        5.2.1 測量儀器
        5.2.2 準(zhǔn)靜態(tài)測量模型
    5.3 加速度信號(hào)的分析
        5.3.1 加速度信號(hào)預(yù)處理
        5.3.2 加速度數(shù)據(jù)二次積分
    5.4 試驗(yàn)結(jié)果對比
    5.5 移動(dòng)副不變量誤差比較
    5.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]回轉(zhuǎn)副離散運(yùn)動(dòng)的不變量及其精度研究[D]. 王智.大連理工大學(xué) 2018
[2]機(jī)構(gòu)離散運(yùn)動(dòng)幾何學(xué)研究[D]. 汪偉.大連理工大學(xué) 2016
[3]面向大型精密工程的六自由度測量技術(shù)研究[D]. 高揚(yáng).天津大學(xué) 2017
[4]數(shù)控機(jī)床綜合幾何誤差的建模及補(bǔ)償研究[D]. 李小力.華中科技大學(xué) 2006
[5]多軸數(shù)控機(jī)床精度建模與誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 粟時(shí)平.中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002

碩士論文
[1]基于球桿儀機(jī)構(gòu)學(xué)模型的機(jī)床精度檢測研究[D]. 李曉鵬.大連理工大學(xué) 2018



本文編號(hào)：3649241