本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)合式鏜銑加工中心箱體零件數(shù)字找正方法研究

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【摘要】：隨著數(shù)控加工技術(shù)快速發(fā)展,針對(duì)復(fù)雜零件的高精度、智能化復(fù)合式數(shù)控加工設(shè)備成為大勢(shì)所趨,數(shù)控機(jī)床作為加工制造的基礎(chǔ)設(shè)備,其性能、數(shù)量對(duì)裝備制造業(yè)的重要性不言而喻。然而,我國(guó)數(shù)控機(jī)床的研究與應(yīng)用相比國(guó)外還有很大差距,尤其針對(duì)復(fù)雜箱體類(lèi)零件在線檢測(cè)技術(shù)方面的差距體現(xiàn)的尤為明顯。本文以自行研發(fā)的復(fù)合式鏜銑加工中心為平臺(tái),研究針對(duì)復(fù)雜箱體類(lèi)零件的數(shù)字找正技術(shù),開(kāi)發(fā)復(fù)雜箱體類(lèi)零件數(shù)字找正系統(tǒng),為數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)的研究和復(fù)雜箱體類(lèi)零件加工效率的提高奠定了良好的基礎(chǔ)。本文以數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)發(fā)展為背景,針對(duì)提高復(fù)雜箱體類(lèi)零件在復(fù)合式鏜銑加工中心上的找正效率,提出了利用數(shù)控機(jī)床在線檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)箱體零件的自動(dòng)數(shù)字找正,構(gòu)建了復(fù)雜箱體類(lèi)零件數(shù)字找正系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái),運(yùn)用了解析幾何、數(shù)學(xué)建模和優(yōu)化技術(shù)等多種方法,對(duì)箱體零件數(shù)字找正的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究:(1)通過(guò)分析比較國(guó)內(nèi)外在線檢測(cè)系統(tǒng)以及數(shù)字找正方法的研究現(xiàn)狀,確定了本課題研究的數(shù)字找正系統(tǒng)主要用于精密智能復(fù)合式鏜銑加工中心的復(fù)雜箱體類(lèi)零件加工,提出了復(fù)雜箱體類(lèi)零件數(shù)字找正系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求和關(guān)鍵技術(shù),制定了開(kāi)發(fā)數(shù)字找正系統(tǒng)的詳細(xì)方案。(2)在分析自行開(kāi)發(fā)的復(fù)合式鏜銑加工中心的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和相關(guān)參數(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種適用于復(fù)雜箱體類(lèi)零件加工的數(shù)字找正系統(tǒng)的總體布局。根據(jù)觸發(fā)式測(cè)頭的測(cè)量原理,結(jié)合加工中心數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理,構(gòu)建了數(shù)字找正系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。(3)以復(fù)雜箱體類(lèi)零件的原點(diǎn)和側(cè)面加工為對(duì)象,運(yùn)用解析幾何分析法,研究了原點(diǎn)和側(cè)面加工的找正方法。建立了箱體類(lèi)零件原點(diǎn)和側(cè)面加工的坐標(biāo)系,通過(guò)對(duì)零件特征點(diǎn)的選取、測(cè)量,分別提出了針對(duì)原點(diǎn)和側(cè)面加工找正的算法。(4)針對(duì)箱體類(lèi)零件加工中最關(guān)鍵的孔系加工,采用數(shù)學(xué)建模和優(yōu)化技術(shù),提出了一種適用于孔系加工找正的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。結(jié)合了孔系加工的特點(diǎn),建立單孔和孔系加工的數(shù)學(xué)模型,利用內(nèi)點(diǎn)懲罰函數(shù)法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),確定箱體類(lèi)零件孔系加工的最佳路徑,并自動(dòng)生成鏜孔NC代碼。(5)為了提高箱體類(lèi)零件的找正精度,深入研究了數(shù)字找正系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償技術(shù),對(duì)復(fù)雜箱體類(lèi)零件加工找正中測(cè)量點(diǎn)序列進(jìn)行了分析研究,提出了利用最小二乘法對(duì)測(cè)量點(diǎn)序列和測(cè)量點(diǎn)結(jié)果進(jìn)行修正的方法。(6)利用上述研究成果,開(kāi)發(fā)了復(fù)雜箱體類(lèi)零件數(shù)字找正系統(tǒng),通過(guò)輸入測(cè)量特征值,系統(tǒng)能夠直接生成找正數(shù)控程序,并反饋到數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合式鏜銑加工中心 在線檢測(cè) 箱體零件 數(shù)字找正系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：沈陽(yáng)理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要6-8
• abstract8-13
• 第1章 緒論13-21
• 1.1 課題的研究背景及意義13-15
• 1.1.1 課題來(lái)源13
• 1.1.2 課題研究背景13-14
• 1.1.3 課題研究目的和意義14-15
• 1.2 零件加工找正方法15
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 在線檢測(cè)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 數(shù)字找正研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 課題主要研究?jī)?nèi)容18-20
• 1.5 本章小結(jié)20-21
• 第2章 復(fù)合式鏜銑加工中心數(shù)字找正系統(tǒng)構(gòu)建21-30
• 2.1 復(fù)合式鏜銑加工中心的結(jié)構(gòu)21-24
• 2.1.1 復(fù)合式鏜銑加工中心研發(fā)背景21-22
• 2.1.2 高精密復(fù)合式鏜銑加工中心結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)22-24
• 2.2 復(fù)合式鏜銑加工中心數(shù)字找正系統(tǒng)構(gòu)建24-29
• 2.2.1 在線檢測(cè)系統(tǒng)組成24-25
• 2.2.2 觸發(fā)式測(cè)頭組成及工作原理25-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 箱體零件數(shù)字找正技術(shù)研究30-53
• 3.1 箱體零件原點(diǎn)找正方法研究30-33
• 3.1.1 檢測(cè)箱體零件位置30-31
• 3.1.2 求取箱體零件原點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值31-33
• 3.1.3 箱體零件找正時(shí)繞機(jī)床原點(diǎn)旋轉(zhuǎn)所需角度33
• 3.2 箱體零件側(cè)面加工找正方法研究33-40
• 3.2.1 確定箱體零件最小包容盒大小和位置33-35
• 3.2.2 確定回轉(zhuǎn)中心原點(diǎn)坐標(biāo)值35
• 3.2.3 工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后坐標(biāo)系的建立35-40
• 3.3 箱體零件孔系加工找正方法研究40-52
• 3.3.1 孔及孔系加工方法簡(jiǎn)介40-44
• 3.3.2 孔系加工優(yōu)化設(shè)計(jì)44-52
• 3.4 本章小結(jié)52-53
• 第4章 提高箱體零件找正精度方法研究53-61
• 4.1 箱體零件找正過(guò)程中的誤差來(lái)源53-55
• 4.1.1 加工中心幾何誤差53-54
• 4.1.2 加工中心熱誤差54
• 4.1.3 測(cè)頭誤差54-55
• 4.2 最小二乘法在數(shù)字找正系統(tǒng)中的應(yīng)用55-60
• 4.2.1 坐標(biāo)系設(shè)定方法56-57
• 4.2.2 坐標(biāo)找正的改進(jìn)算法57-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第5章 箱體零件數(shù)字找正系統(tǒng)開(kāi)發(fā)61-72
• 5.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容和總體結(jié)構(gòu)61-63
• 5.1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容61-62
• 5.1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)62-63
• 5.2 基本參數(shù)設(shè)置子模塊63-64
• 5.3 串口通信子模塊64-66
• 5.3.1 串.通信協(xié)議介紹64
• 5.3.2 計(jì)算機(jī)接.參數(shù)設(shè)置64-65
• 5.3.3 通信模塊軟件實(shí)現(xiàn)65-66
• 5.4 找正程序生成子模塊66-71
• 5.4.1 軟件可實(shí)現(xiàn)的測(cè)量功能66
• 5.4.2 箱體零件數(shù)字找正軟件實(shí)現(xiàn)66-71
• 5.5 本章小結(jié)71-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和獲得的科研成果79-80
• 致謝80-81

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本文編號(hào)：698409