發(fā)布時間：2017-05-02 06:12

  本文關鍵詞：數(shù)控機床整機熱分析及動態(tài)熱誤差建模的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在機床工作過程中,由于零部件之間相對運動摩擦產(chǎn)生的熱量,以及外界環(huán)境溫度的變化等因素都會使機床的溫度發(fā)生變化,進而會導致機床發(fā)生熱變形,降低機床加工精度。通過建立熱誤差與溫度場之間的數(shù)學模型,能夠預測機床的熱誤差值,然后將該預測值送給機床的數(shù)控系統(tǒng)進行補償,使用該方法能夠提高機床的加工精度。 采用有限元的方法對機床整機進行了結(jié)構(gòu)分析和熱分析,得到了機床在空間三個方向上的熱變形以及機床的溫度場,為溫度傳感器和位移傳感器的安置提供了參考。 搭建了基于LY-51S開發(fā)板、DS18B20溫度傳感器以及CCD激光位移傳感器的數(shù)據(jù)采集平臺,該數(shù)據(jù)采集平臺主要用于對機床溫度以及刀具與工件之間的熱誤差進行測量,并編寫了相應的程序。 利用VisualC++軟件開發(fā)平臺開發(fā)了多功能上位機補償軟件,該補償軟件主要包括五大功能模塊：串口設置模塊、溫度記錄模塊、曲線顯示模塊、時鐘顯示模塊和動態(tài)建模模塊。 采用PC機作為上位機,同時結(jié)合數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),搭建實驗平臺,采集用于熱誤差建模的樣本數(shù)據(jù),建立熱誤差模型,并驗證預測效果。
【關鍵詞】：熱誤差 動態(tài)建模 補償軟件 整機
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題背景10
• 1.2 意義10
• 1.3 機床的基本誤差10-12
• 1.3.1 機床的誤差源10-11
• 1.3.2 減少機床誤差的方法11-12
• 1.4 幾何誤差補償12
• 1.5 熱誤差補償12-15
• 1.5.1 熱誤差的識別12-13
• 1.5.2 溫度傳感器的布置13-14
• 1.5.3 熱誤差數(shù)學模型的建立14-15
• 1.6 國內(nèi)外熱誤差的發(fā)展15-16
• 1.6.1 國外熱誤差發(fā)展情況15-16
• 1.6.2 國內(nèi)熱誤差發(fā)展情況16
• 1.7 本課題需要解決的主要問題16-17
• 1.8 本課題的主要內(nèi)容17
• 1.9 本課題的研究意義17-18
• 第2章 基于ANSYS Workbench的機床熱結(jié)構(gòu)與熱平衡分析18-32
• 2.1 引言18
• 2.2 機床的熱變形過程18-20
• 2.2.1 熱學基本知識介紹18-19
• 2.2.2 機床的熱變形19-20
• 2.3 ANSYS簡介20-21
• 2.4 數(shù)控機床幾何模型的建立21-23
• 2.5 機床的熱結(jié)構(gòu)分析23-28
• 2.5.1 機床的熱源分析23-24
• 2.5.2 計算機床的對流換熱系數(shù)24-26
• 2.5.3 基于ANSYS Workbench的機床熱結(jié)構(gòu)耦合分析26-28
• 2.6 機床主軸的瞬態(tài)熱平衡分析28-31
• 2.7 本章小結(jié)31-32
• 第3章 數(shù)據(jù)采集平臺的搭建32-49
• 3.1 引言32
• 3.2 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開發(fā)平臺介紹32-35
• 3.2.1 開發(fā)板硬件配件資源介紹32-33
• 3.2.2 開發(fā)板獨立模塊資源介紹33
• 3.2.3 開發(fā)板配帶軟件資源介紹33-35
• 3.3 硬件系統(tǒng)的設計35-39
• 3.3.1 DS18B20溫度傳感器介紹35-37
• 3.3.2 STC89C54單片機介紹37
• 3.3.3 硬件電路的設計37-39
• 3.4 軟件系統(tǒng)的設計39-48
• 3.4.1 DS18B20單總線時序分析39-41
• 3.4.2 DS18B20工作原理41-42
• 3.4.3 STC89C54讀取DS18B20溫度值42-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 第4章 基于Visual C++的多功能上位機補償軟件的開發(fā)49-64
• 4.1 引言49
• 4.2 可視化軟件開發(fā)工具Visual C++49
• 4.3 軟件項目開發(fā)流程49-63
• 4.3.1 軟件的生存周期49-50
• 4.3.2 上位機補償軟件需求分析50-51
• 4.3.3 熱誤差補償軟件設計51-52
• 4.3.4 串口通信模塊52-58
• 4.3.5 曲線顯示模塊58-59
• 4.3.6 時鐘顯示模塊59-60
• 4.3.7 溫度記錄模塊60-61
• 4.3.8 動態(tài)建模模塊61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-64
• 第5章 熱誤差數(shù)學模型的建立及驗證64-74
• 5.1 引言64
• 5.2 在線修正建模方法的研究64-66
• 5.2.1 在線修正建模方法原理64
• 5.2.2 最小二乘支持向量機原理64-66
• 5.3 基于Matlab的LS-SVM工具箱建模66-68
• 5.4 實驗數(shù)據(jù)的采集68-71
• 5.4.1 實驗平臺概況68
• 5.4.2 機床實驗條件68
• 5.4.3 傳感器的安放68-71
• 5.5 實驗數(shù)據(jù)的處理71-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 第6章 總結(jié)與展望74-75
• 6.1 總結(jié)74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻75-78
• 致謝78-79
• 附錄一79-80
• 附錄二80-82
• 附錄三82-84
• 附錄四84-86

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 王先逵,吳丹,劉成穎;精密加工和超精密加工技術綜述[J];中國機械工程;1999年05期

2 劉又午,章青,王國鋒,盛伯浩,趙宏林;數(shù)控機床誤差補償技術及應用發(fā)展動態(tài)及展望[J];制造技術與機床;1998年12期

3 羅成漢;基于MATLAB神經(jīng)網(wǎng)絡工具箱的BP網(wǎng)絡實現(xiàn)[J];計算機仿真;2004年05期

4 王金生,翁澤宇,姚春燕,彭偉;ANSYS在數(shù)控銑床熱特性分析中的應用[J];浙江工業(yè)大學學報;2004年03期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 魯遠棟;數(shù)控機床熱誤差檢測及補償技術研究[D];西南交通大學;2007年

  本文關鍵詞：數(shù)控機床整機熱分析及動態(tài)熱誤差建模的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：340422