【摘要】：如今,生產(chǎn)制造正向著精密化方向發(fā)展,如何減小數(shù)控機(jī)床的誤差問題越來越得到各界重視。其中,熱誤差占總誤差的40%～70%,因此,對于如何有效測量和減小數(shù)控機(jī)床的熱誤差的研究是十分有必要�，F(xiàn)在,正在工廠車間中服役的數(shù)控機(jī)床,大多數(shù)沒有熱誤差補(bǔ)償功能,因此,研發(fā)一套能夠應(yīng)用于工廠車間的熱誤差測量和補(bǔ)償?shù)姆桨敢蕴岣攥F(xiàn)役機(jī)床的加工精度,具有非常高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。對該領(lǐng)域國內(nèi)外科研情況進(jìn)行調(diào)研發(fā)現(xiàn),當(dāng)前對于數(shù)控機(jī)床熱誤差測量的方法有很多,但是自身都存在缺點(diǎn)。目前,已經(jīng)廣泛用于實(shí)驗(yàn)研究的激光干涉儀具有很高的測量精度,但是其價(jià)格昂貴、安裝復(fù)雜、對于工作環(huán)境要求嚴(yán)苛,基本限于實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。球桿儀和電感傳感等接觸式測量傳感器,在一些測量方案中略顯短板,而且其精度相對激光干涉儀較低。所以,急需研發(fā)只要能夠適用于復(fù)雜環(huán)境中、高精度、應(yīng)用方便的數(shù)控機(jī)床熱誤差測量系統(tǒng)。同時(shí),在數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償方案的研究中,基本分為硬件補(bǔ)償和軟件補(bǔ)償。其中,硬件補(bǔ)償具有很大的局限性,如不同的數(shù)控機(jī)床需要不同的硬件結(jié)構(gòu),這增大了數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償?shù)难邪l(fā)成本;軟件補(bǔ)償分為獨(dú)立補(bǔ)償板卡和計(jì)算機(jī)輔助補(bǔ)償。相比之下,計(jì)算機(jī)輔助補(bǔ)償需要在數(shù)控機(jī)床和計(jì)算機(jī)之間鋪設(shè)通信線路,這在復(fù)雜的生產(chǎn)車間中,存在很多問題。因此,我們自行研發(fā)了獨(dú)立補(bǔ)償板卡,同時(shí)根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況,使其具有無線通訊和控制功能。本文對國內(nèi)外在數(shù)控機(jī)床熱誤差測量和補(bǔ)償方面進(jìn)行了分析和比較。提出了基于電渦流傳感器的測量方案和采用獨(dú)立補(bǔ)償補(bǔ)償卡的補(bǔ)償方案。然后,對測量系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并通過校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)對所設(shè)計(jì)的電渦流傳感器進(jìn)行校準(zhǔn),確定其測量精度。最后,整套數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償控制系統(tǒng)應(yīng)用于LeaderWay V-450型立式數(shù)控加工中心,通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本系統(tǒng)可以準(zhǔn)確測量并補(bǔ)償數(shù)控機(jī)床90%的熱誤差。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659
【圖文】：

熱誤差進(jìn)行深入了解，然后結(jié)合各項(xiàng)誤差的特點(diǎn)，綜合設(shè)計(jì)一個(gè)有效的測量方案。逡逑根據(jù)研究可以知道，數(shù)控機(jī)床基本有２１項(xiàng)熱誤差［２９］。分別為ＸＹＺ三軸的平移逡逑誤差（如圖２．１邋（ａ）所示）、ＸＹＺ三軸的角度誤差以及ＸＹＺ三軸兩兩之間的垂逡逑直度誤差（如圖２．２邋（ｂ）所示）。逡逑ＢＵＨＩ逡逑圖２．１主軸平移誤差（ａ）和角度誤差與垂直度誤差（ｂ）逡逑Ｆｉｇ邋２．１邋Ｓｐｉｎｄｌｅ邋ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ邋ｅｒｒｏｒ（ａ）邋ａｎｄ邋ａｎｇｌｅ邋ｅｒｒｏｒ邋ａｎｄ邋ｖｅｒｔｉｃａｌｉｔｙ邋ｅｒｒｏｒ（ｂ）逡逑２．邋１．２幾種測量方案的分析逡逑由數(shù)控機(jī)床誤差種類可以知道所搭建測量系統(tǒng)的被測量基本就是直線位移逡逑量和角度量，而角度量是可以通過測量平移量計(jì)算得到。如國際標(biāo)準(zhǔn)中所提到的逡逑測量方案（如圖２．３所示），通過測量檢驗(yàn)棒五個(gè)點(diǎn)的直線位移變化是可以得到逡逑數(shù)控機(jī)床主軸ＸＹＺ三個(gè)方向的平移誤差、Ｘ方向的角度誤差以及Ｙ方向的角度逡逑、口O嗗義希ⅲ痔觳睢ｅ義希靛義

本文編號：2748060