本文關(guān)鍵詞：數(shù)控機床三維空間誤差建模及補償研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展,對精密加工技術(shù)提出了更高要求。誤差補償已成為提高機床精度和改善機床性能的重要途徑之一。因此,對數(shù)控機床三維空間誤差補償技術(shù)進行研究具有十分重要的意義。結(jié)合國家自然科學基金資助項目“高速機床運動部件多孔金屬拓撲可調(diào)熱結(jié)構(gòu)新構(gòu)型的研究”(No.50675199)和“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項“基于敏感點監(jiān)測的閉環(huán)動態(tài)綜合補償技術(shù)”(No.2009ZX04014-026)的研究任務(wù)和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,本學位論文采用理論研究、計算機仿真與實驗研究相結(jié)合的研究方法對數(shù)控機床三維空間誤差的建模及補償技術(shù)進行了研究。取得的主要研究成果歸納如下: 通過對多體系統(tǒng)理論的休斯敦方法的研究,以三軸立式數(shù)控機床為例,分析計算其拓撲結(jié)構(gòu)及低序體陣列、機床約束條件和誤差變換矩陣等,建立了具有簡潔方便、程式化和通用性好等優(yōu)點的數(shù)控機床三維空間誤差模型。 分析了9線法、12線法和分步對角矢量測量等方法,揭示了激光分步對角矢量測量方法與誤差模型的內(nèi)在關(guān)系,重點探討了誤差分離技術(shù),并推導了各項誤差源的計算方法,即線性定位誤差、直線度誤差、偏角誤差和垂直度誤差。 重點研究浙大自主研發(fā)的開放式數(shù)控系統(tǒng)的三維空間誤差補償功能,提出了空間三維補償表的補償細化和精化的補償思路,建立了機床工作空間與空間誤差的映射模型和三維補償表,為實現(xiàn)精確的誤差補償?shù)於嘶A(chǔ)。 開發(fā)了數(shù)控機床三維空間誤差的快速分析軟件,集成了建模、測量及補償于一體。其功能包括分析處理測量數(shù)據(jù)、分離各項誤差源、可視化結(jié)果,并且針對不同的控制系統(tǒng)生成相應(yīng)的補償文件等。并通過仿真實驗驗證了分析軟件平臺的可靠性和快速性。 最后,展開了數(shù)控機床三維空間誤差補償實驗,傳統(tǒng)激光測量與激光分步對角矢量測量的對照實驗和基于開放式數(shù)控系統(tǒng)的空間三維位置補償實驗。 實驗結(jié)果表明:本論文建立的三維空間誤差模型、推導的誤差分離技術(shù)和基于三維補償表的位置補償方法是行之有效的。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機床 三維空間誤差 多體系統(tǒng)理論 誤差建模 矢量測量 誤差補償 軟件開發(fā)
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目錄7-10
• 1 緒論10-18
• 1.1 課題研究背景及意義10
• 1.2 機床三維空間誤差10-12
• 1.3 數(shù)控機床空間誤差研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 數(shù)控機床空間誤差補償發(fā)展趨勢15-16
• 1.5 論文的課題來源和主要研究內(nèi)容16-18
• 1.5.1 論文課題來源16
• 1.5.2 論文總體框架16-17
• 1.5.3 論文主要內(nèi)容17-18
• 2 基于多體系統(tǒng)理論的數(shù)控機床三維空間誤差建模18-30
• 2.1 引言18
• 2.2 多體系統(tǒng)理論18-26
• 2.2.1 多體系統(tǒng)理論提出背景18-19
• 2.2.2 拓撲結(jié)構(gòu)及低序體陣列19-21
• 2.2.3 系統(tǒng)中典型物體的描述21
• 2.2.4 變換矩陣表達方式21-23
• 2.2.5 Denavit-Hartenberg矩陣23-26
• 2.3 數(shù)控機床的三維空間誤差建模26-29
• 2.3.1 數(shù)控機床的拓撲結(jié)構(gòu)分析26
• 2.3.2 數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)約束條件26-27
• 2.3.3 數(shù)控機床誤差傳遞矩陣27-28
• 2.3.4 數(shù)控機床三維空間誤差數(shù)學模型28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 3 數(shù)控機床三維空間誤差測量方法30-44
• 3.1 引言30
• 3.2 傳統(tǒng)測量方法30-33
• 3.2.1 9線法31
• 3.2.2 12線法31-32
• 3.2.3 對角線位移測量32-33
• 3.3 激光分步對角矢量測量方法33-39
• 3.3.1 多普勒效應(yīng)33-35
• 3.3.2 測量原理35-39
• 3.4 誤差分離技術(shù)39-42
• 3.4.1 反向間隙41
• 3.4.2 垂直度誤差41-42
• 3.4.3 定位誤差、直線度誤差和角度誤差42
• 3.5 對比優(yōu)缺點42-43
• 3.5.1 誤差測量方法42-43
• 3.5.2 數(shù)據(jù)處理方面43
• 3.6 本章小結(jié)43-44
• 4 數(shù)控機床三維空間誤差補償技術(shù)44-53
• 4.1 引言44
• 4.2 補償相關(guān)概念44-45
• 4.2.1 補償?shù)姆诸?/span>44-45
• 4.2.2 三維空間誤差補償45
• 4.3 補償原理流程設(shè)計45-46
• 4.4 三維空間誤差補償表的建立46-52
• 4.4.1 可編程多軸控制器PMAC47-48
• 4.4.2 PMAC位置補償48-51
• 4.4.3 空間誤差與三維表映射關(guān)系51-52
• 4.5 本章小節(jié)52-53
• 5 數(shù)控機床三維空間誤差分析軟件開發(fā)53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 軟件開發(fā)設(shè)計53-56
• 5.2.1 軟件模塊及功能分析53-54
• 5.2.2 軟件流程圖54-55
• 5.2.3 軟件界面設(shè)計55-56
• 5.3 仿真實驗56-58
• 5.3.1 仿真實驗設(shè)計56-57
• 5.3.2 仿真結(jié)果分析57-58
• 5.4 本章小結(jié)58-59
• 6 數(shù)控機床三維空間誤差補償實驗59-69
• 6.1 引言59
• 6.2 測量標準59-60
• 6.3 實驗一60-64
• 6.3.1 實驗設(shè)備61-62
• 6.3.2 實驗步驟62
• 6.3.3 結(jié)果分析及討論62-64
• 6.3.4 結(jié)論64
• 6.4 實驗二64-68
• 6.4.1 實驗設(shè)備64-65
• 6.4.2 實驗步驟65
• 6.4.3 結(jié)果分析及討論65-68
• 6.4.4 結(jié)論68
• 6.5 本章小結(jié)68-69
• 7 結(jié)論與展望69-71
• 7.1 結(jié)論69-70
• 7.2 展望70-71
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文和參加科研情況71-72
• 參考文獻72-77

【引證文獻】

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1 范晉偉;李偉;李云;蒙順政;雒駝;羅建平;;運用分步式矢量方法的立式數(shù)控加工中心誤差分離的研究[J];機械設(shè)計與制造;2013年02期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 蘇拾;氣象用太陽輻射計量儀表檢定系統(tǒng)研究[D];長春理工大學;2012年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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  本文關(guān)鍵詞：數(shù)控機床三維空間誤差建模及補償研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：363044