多功能復(fù)合機(jī)床誤差測(cè)量與建模技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2023-01-07 10:33
在“中國(guó)制造2025”重大戰(zhàn)略部署下,我國(guó)的制造業(yè)技術(shù)突飛猛進(jìn)。高速化、高精密、功能復(fù)合化等特點(diǎn)已成為機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì),加工精度得不到保證的普通數(shù)控機(jī)床已不能滿足制造業(yè)的需求。為了進(jìn)一步提高機(jī)床的加工精度,必須對(duì)影響機(jī)床加工精度的主要因素進(jìn)行分析,解決這一問(wèn)題是適應(yīng)制造業(yè)發(fā)展要求的當(dāng)務(wù)之急。本課題以多功能復(fù)合機(jī)床為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)床的X、Y、Z軸和主軸產(chǎn)生的誤差進(jìn)行測(cè)量與建模分析。論文主要內(nèi)容及成果如下:(1)分析了復(fù)合機(jī)床各運(yùn)動(dòng)副和主軸的幾何誤差和熱誤差,并梳理了復(fù)合機(jī)床綜合誤差元素;通過(guò)齊次坐標(biāo)變換技術(shù),推導(dǎo)了復(fù)合機(jī)床移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副的幾何誤差變換矩陣,為下一步綜合誤差的建模奠定了基礎(chǔ);(2)建立復(fù)合機(jī)床的綜合誤差模型。從機(jī)床拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中分析各運(yùn)動(dòng)副以及傳動(dòng)鏈的運(yùn)動(dòng)關(guān)系,在理想狀態(tài)和實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,基于機(jī)床刀具刀尖點(diǎn)與工件待加工點(diǎn)重合原理建立綜合誤差模型,并推導(dǎo)出綜合誤差在x、y、z方向的誤差分量模型;(3)機(jī)床移動(dòng)軸誤差測(cè)量與建模。結(jié)合九線法誤差分離原理與激光干涉儀對(duì)機(jī)床X、Y、Z軸的幾何誤差元素進(jìn)行測(cè)量并記錄誤差數(shù)據(jù),采用多項(xiàng)式擬合原理對(duì)機(jī)床X、Y、Z軸的幾何誤差元素進(jìn)行建模分析,并推...
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 本文研究背景及意義
1.2 機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)分析
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 誤差建模研究現(xiàn)狀
1.3.2 誤差測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4 目前存在的問(wèn)題
1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.1 引言
2.2 復(fù)合機(jī)床結(jié)構(gòu)分析
2.3 復(fù)合機(jī)床各運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.3.1 移動(dòng)副的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.2 轉(zhuǎn)動(dòng)副的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.3 主軸的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.4 垂直度誤差分析
2.3.5 復(fù)合機(jī)床綜合誤差元素
2.4 基于齊次坐標(biāo)變換的機(jī)床運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.4.1 空間齊次坐標(biāo)變換理論分析
2.4.2 移動(dòng)副幾何誤差齊次變換分析
2.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)副幾何誤差齊次變換分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合機(jī)床誤差綜合建模
3.1 引言
3.2 復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析
3.3 復(fù)合機(jī)床誤差綜合建模步驟
3.3.1 參考坐標(biāo)系設(shè)定
3.3.2 理想狀態(tài)下機(jī)床各傳動(dòng)鏈之間的齊次變換
3.3.3 實(shí)際狀態(tài)下機(jī)床各傳動(dòng)鏈之間的齊次變換
3.4 誤差綜合模型的建立
3.5 本章小結(jié)
第4章 機(jī)床移動(dòng)軸誤差測(cè)量與建模分析
4.1 引言
4.2 復(fù)合機(jī)床移動(dòng)軸幾何誤差測(cè)量原理
4.2.1 九線法誤差分離原理
4.2.2 Y軸誤差分離
4.3 激光干涉儀使用原理與測(cè)量分析
4.3.1 移動(dòng)軸定位誤差的測(cè)量與分析
4.3.2 移動(dòng)軸角度誤差測(cè)量與分析
4.3.3 移動(dòng)軸直線度誤差測(cè)量與分析
4.4 幾何誤差建模技術(shù)
4.4.1 多元回歸分析
4.4.2 多元線性回歸模型理論
4.5 幾何誤差元素建模
4.5.1 多項(xiàng)式擬合法原理
4.5.2 多項(xiàng)式擬合法存在的問(wèn)題
4.5.3 模型的建立與分析
4.5.4 誤差綜合模型的驗(yàn)證
4.6 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合機(jī)床主軸熱誤差測(cè)量與建模分析
5.1 引言
5.2 改進(jìn)的模糊C均值聚類算法對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)的選擇
5.2.1 機(jī)床溫度測(cè)量
5.2.2 溫度關(guān)鍵點(diǎn)的選擇流程
5.2.3 傳統(tǒng)的模糊C均值聚類算法
5.2.4 改進(jìn)的模糊C均值聚類算法
5.3 機(jī)床熱誤差建模技術(shù)
5.3.1 熱誤差測(cè)量數(shù)據(jù)
5.3.2 多元線性回歸對(duì)熱誤差建模
5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于時(shí)間序列算法的數(shù)控機(jī)床熱誤差建模及其實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 姚曉棟,黃奕喬,馬曉波,薛波,楊建國(guó). 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]基于IFCM-GRA的空間多維熱誤差溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化[J]. 馬躍,王洪福,孫偉,黃余彬,鞠修勇. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]五軸數(shù)控機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差辨識(shí)新方法[J]. 付國(guó)強(qiáng),傅建中,沈洪垚. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[4]車銑復(fù)合加工中心綜合誤差檢測(cè)及補(bǔ)償策略[J]. 謝春,張為民. 光學(xué)精密工程. 2014(04)
[5]數(shù)控機(jī)床主軸熱漂移誤差基于貝葉斯推斷的最小二乘支持向量機(jī)建模[J]. 姜輝,楊建國(guó),姚曉棟,張余升,袁峰. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(15)
[6]支持向量回歸機(jī)在數(shù)控加工中心熱誤差建模中的應(yīng)用[J]. 苗恩銘,龔亞運(yùn),成天駒,陳海東. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[7]多元線性回歸理論在數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償中的應(yīng)用[J]. 田國(guó)富,胡軍,郭玉學(xué). 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2013(02)
[8]基于球桿儀的空間誤差測(cè)量分析方法研究[J]. 姚雨良,趙飛,張東升. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2011(08)
[9]雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸數(shù)控機(jī)床誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 張宏韜,楊建國(guó),姜輝,姚曉棟. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(21)
[10]基于改進(jìn)遺傳算法的加權(quán)模糊C均值聚類算法[J]. 李同強(qiáng),周天弋,吳斌. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2009(S2)
博士論文
[1]考慮環(huán)境溫度的重型機(jī)床綜合誤差建模和補(bǔ)償[D]. 譚波.華中科技大學(xué) 2015
[2]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(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
[3]數(shù)控機(jī)床誤差綜合補(bǔ)償技術(shù)及應(yīng)用[D]. 楊建國(guó).上海交通大學(xué) 1998
碩士論文
[1]數(shù)控機(jī)床的熱影響分析及補(bǔ)償策略研究[D]. 羅范杰.西南科技大學(xué) 2015
[2]數(shù)控精密制造中機(jī)床幾何誤差的理論建模與試驗(yàn)研究[D]. 韓飛飛.吉林大學(xué) 2013
[3]五軸數(shù)控機(jī)床誤差綜合建模與測(cè)量技術(shù)[D]. 凡志磊.上海交通大學(xué) 2011
[4]10線法辨識(shí)三軸數(shù)控機(jī)床幾何誤差及誤差補(bǔ)償研究[D]. 黃天喜.中南大學(xué) 2008
本文編號(hào):3728471
【文章頁(yè)數(shù)】:73 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 本文研究背景及意義
1.2 機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)分析
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3.1 誤差建模研究現(xiàn)狀
1.3.2 誤差測(cè)量技術(shù)研究現(xiàn)狀
1.4 目前存在的問(wèn)題
1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.1 引言
2.2 復(fù)合機(jī)床結(jié)構(gòu)分析
2.3 復(fù)合機(jī)床各運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.3.1 移動(dòng)副的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.2 轉(zhuǎn)動(dòng)副的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.3 主軸的幾何誤差與熱誤差的分析
2.3.4 垂直度誤差分析
2.3.5 復(fù)合機(jī)床綜合誤差元素
2.4 基于齊次坐標(biāo)變換的機(jī)床運(yùn)動(dòng)副誤差分析
2.4.1 空間齊次坐標(biāo)變換理論分析
2.4.2 移動(dòng)副幾何誤差齊次變換分析
2.4.3 轉(zhuǎn)動(dòng)副幾何誤差齊次變換分析
2.5 本章小結(jié)
第3章 復(fù)合機(jī)床誤差綜合建模
3.1 引言
3.2 復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析
3.3 復(fù)合機(jī)床誤差綜合建模步驟
3.3.1 參考坐標(biāo)系設(shè)定
3.3.2 理想狀態(tài)下機(jī)床各傳動(dòng)鏈之間的齊次變換
3.3.3 實(shí)際狀態(tài)下機(jī)床各傳動(dòng)鏈之間的齊次變換
3.4 誤差綜合模型的建立
3.5 本章小結(jié)
第4章 機(jī)床移動(dòng)軸誤差測(cè)量與建模分析
4.1 引言
4.2 復(fù)合機(jī)床移動(dòng)軸幾何誤差測(cè)量原理
4.2.1 九線法誤差分離原理
4.2.2 Y軸誤差分離
4.3 激光干涉儀使用原理與測(cè)量分析
4.3.1 移動(dòng)軸定位誤差的測(cè)量與分析
4.3.2 移動(dòng)軸角度誤差測(cè)量與分析
4.3.3 移動(dòng)軸直線度誤差測(cè)量與分析
4.4 幾何誤差建模技術(shù)
4.4.1 多元回歸分析
4.4.2 多元線性回歸模型理論
4.5 幾何誤差元素建模
4.5.1 多項(xiàng)式擬合法原理
4.5.2 多項(xiàng)式擬合法存在的問(wèn)題
4.5.3 模型的建立與分析
4.5.4 誤差綜合模型的驗(yàn)證
4.6 本章小結(jié)
第5章 復(fù)合機(jī)床主軸熱誤差測(cè)量與建模分析
5.1 引言
5.2 改進(jìn)的模糊C均值聚類算法對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)的選擇
5.2.1 機(jī)床溫度測(cè)量
5.2.2 溫度關(guān)鍵點(diǎn)的選擇流程
5.2.3 傳統(tǒng)的模糊C均值聚類算法
5.2.4 改進(jìn)的模糊C均值聚類算法
5.3 機(jī)床熱誤差建模技術(shù)
5.3.1 熱誤差測(cè)量數(shù)據(jù)
5.3.2 多元線性回歸對(duì)熱誤差建模
5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
總結(jié)
展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于時(shí)間序列算法的數(shù)控機(jī)床熱誤差建模及其實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 姚曉棟,黃奕喬,馬曉波,薛波,楊建國(guó). 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(05)
[2]基于IFCM-GRA的空間多維熱誤差溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化[J]. 馬躍,王洪福,孫偉,黃余彬,鞠修勇. 大連理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[3]五軸數(shù)控機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差辨識(shí)新方法[J]. 付國(guó)強(qiáng),傅建中,沈洪垚. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2015(05)
[4]車銑復(fù)合加工中心綜合誤差檢測(cè)及補(bǔ)償策略[J]. 謝春,張為民. 光學(xué)精密工程. 2014(04)
[5]數(shù)控機(jī)床主軸熱漂移誤差基于貝葉斯推斷的最小二乘支持向量機(jī)建模[J]. 姜輝,楊建國(guó),姚曉棟,張余升,袁峰. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(15)
[6]支持向量回歸機(jī)在數(shù)控加工中心熱誤差建模中的應(yīng)用[J]. 苗恩銘,龔亞運(yùn),成天駒,陳海東. 光學(xué)精密工程. 2013(04)
[7]多元線性回歸理論在數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償中的應(yīng)用[J]. 田國(guó)富,胡軍,郭玉學(xué). 機(jī)械工程與自動(dòng)化. 2013(02)
[8]基于球桿儀的空間誤差測(cè)量分析方法研究[J]. 姚雨良,趙飛,張東升. 組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù). 2011(08)
[9]雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸數(shù)控機(jī)床誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償[J]. 張宏韜,楊建國(guó),姜輝,姚曉棟. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(21)
[10]基于改進(jìn)遺傳算法的加權(quán)模糊C均值聚類算法[J]. 李同強(qiáng),周天弋,吳斌. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2009(S2)
博士論文
[1]考慮環(huán)境溫度的重型機(jī)床綜合誤差建模和補(bǔ)償[D]. 譚波.華中科技大學(xué) 2015
[2]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(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2002
[3]數(shù)控機(jī)床誤差綜合補(bǔ)償技術(shù)及應(yīng)用[D]. 楊建國(guó).上海交通大學(xué) 1998
碩士論文
[1]數(shù)控機(jī)床的熱影響分析及補(bǔ)償策略研究[D]. 羅范杰.西南科技大學(xué) 2015
[2]數(shù)控精密制造中機(jī)床幾何誤差的理論建模與試驗(yàn)研究[D]. 韓飛飛.吉林大學(xué) 2013
[3]五軸數(shù)控機(jī)床誤差綜合建模與測(cè)量技術(shù)[D]. 凡志磊.上海交通大學(xué) 2011
[4]10線法辨識(shí)三軸數(shù)控機(jī)床幾何誤差及誤差補(bǔ)償研究[D]. 黃天喜.中南大學(xué) 2008
本文編號(hào):3728471
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