本文關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床等效切削力綜合誤差辨識(shí)與補(bǔ)償技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 等效切削力 恒定載荷 多體系統(tǒng) 數(shù)學(xué)建模 補(bǔ)償軟件

【摘要】：等效切削力綜合誤差是機(jī)床在受恒定載荷作用的前提下,其幾何誤差和恒定載荷所產(chǎn)生的力誤差相耦合之后的綜合誤差。為了解決目前幾何誤差與切削力誤差綜合補(bǔ)償中存在的問題,本文通過對(duì)數(shù)控機(jī)床加載恒定載荷,以此模擬機(jī)床的實(shí)際受力狀況,進(jìn)而在多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的基礎(chǔ)上,對(duì)三軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差與力誤差耦合而成的等效切削力綜合誤差進(jìn)行了測(cè)量和補(bǔ)償研究,主要工作如下:(1)建立了三軸數(shù)控機(jī)床等效切削力綜合誤差補(bǔ)償所需的數(shù)學(xué)模型。在對(duì)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)相關(guān)理論體系進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,將多體系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、低序體陣列以及齊次坐標(biāo)變換實(shí)際運(yùn)用到三軸數(shù)控機(jī)床的誤差建模上,在載荷力作用的條件下推導(dǎo)了機(jī)床各體上幾何誤差與力誤差綜合作用的特征變換矩陣,通過將機(jī)床刀尖點(diǎn)坐標(biāo)與工件上待加工點(diǎn)坐標(biāo)向同一坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換,實(shí)現(xiàn)了等效切削力綜合誤差的數(shù)學(xué)建模,為通過軟件補(bǔ)償提高數(shù)控機(jī)床的加工精度提供了理論基礎(chǔ)。(2)設(shè)計(jì)了恒定載荷加載方案,實(shí)現(xiàn)了力與等效切削力綜合誤差的直接對(duì)應(yīng)。采用SDC-C4F型測(cè)力儀測(cè)量三軸數(shù)控機(jī)床的實(shí)際切削力,以此做為加載恒定載荷的參考標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了恒定載荷的加載裝置,使用該裝置將恒定載荷加載到機(jī)床工作臺(tái)上,通過作用到機(jī)床工作臺(tái)上的載荷力模擬機(jī)床的實(shí)際受力狀況,在此條件下采用激光干涉儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)等效切削力綜合誤差的直接測(cè)量;無需再分別測(cè)量幾何誤差和力誤差,避免了求取綜合誤差時(shí)對(duì)這兩種誤差的求和運(yùn)算,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了幾何誤差與力誤差的自動(dòng)耦合。(3)開發(fā)了等效切削力綜合誤差補(bǔ)償軟件。在綜合使用MATLAB及Visual Studio 2010開發(fā)平臺(tái)的基礎(chǔ)上,將所建誤差補(bǔ)償模型以及綜合誤差參數(shù)求解方程在MATLAB中進(jìn)行封裝,采用development tool命令編譯器生成了Visual Studio 2010所能識(shí)別的動(dòng)態(tài)鏈接庫,實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償軟件對(duì)二者的直接調(diào)用,結(jié)合對(duì)數(shù)控加工指令實(shí)施的插補(bǔ)運(yùn)算,將誤差補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)理論研究通過C#編寫成補(bǔ)償軟件的運(yùn)行程序,以軟件的方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)控加工指令的誤差補(bǔ)償,極大提高了誤差補(bǔ)償?shù)男省?4)實(shí)際加工工件誤差驗(yàn)證試驗(yàn)。分別采用理想數(shù)控指令、經(jīng)幾何誤差補(bǔ)償過的數(shù)控指令以及經(jīng)等效切削力綜合誤差補(bǔ)償過的數(shù)控指令進(jìn)行試驗(yàn)試切,使用CVA800A-6C型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)三種數(shù)控指令所加工的工件輪廓進(jìn)行精度檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果表明,等效切削力綜合誤差補(bǔ)償方案能夠明顯的提高機(jī)床的加工精度,所設(shè)計(jì)的補(bǔ)償軟件可以快速的對(duì)機(jī)床實(shí)施誤差補(bǔ)償。
【關(guān)鍵詞】：等效切削力 恒定載荷 多體系統(tǒng) 數(shù)學(xué)建模 補(bǔ)償軟件
【學(xué)位授予單位】：廣東海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 課題研究的目的及意義9
• 1.2 誤差補(bǔ)償技術(shù)國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 誤差測(cè)量技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.2.2 誤差建模技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r11-12
• 1.2.3 誤差補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r12
• 1.3 國內(nèi)外研究狀況總結(jié)12-13
• 1.4 課題研究內(nèi)容13-15
• 2 基于多體系統(tǒng)理論的等效切削力綜合誤差建模15-29
• 2.1 多體系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析15
• 2.2 多體系統(tǒng)低序體陣列15-16
• 2.3 多體系統(tǒng)中相鄰體間特征矩陣的推導(dǎo)16-20
• 2.3.1 無誤差情況下相鄰體間旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征矩陣16-17
• 2.3.2 無誤差條件下相鄰體間直線運(yùn)動(dòng)的特征矩陣17-18
• 2.3.3 實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況下變換矩陣的推導(dǎo)18-20
• 2.4 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的描述20-22
• 2.5 三軸數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的設(shè)定22-23
• 2.5.1 基座標(biāo)系的確立22
• 2.5.2 體坐標(biāo)系方向的設(shè)定22
• 2.5.3 坐標(biāo)系位置的確立22-23
• 2.6 等效切削力綜合誤差補(bǔ)償模型23-28
• 2.6.1 等效切削力綜合誤差特征矩陣23-26
• 2.6.2 等效切削力綜合誤差補(bǔ)償模型的創(chuàng)建26-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 3 等效切削力綜合誤差數(shù)值測(cè)量與模型參數(shù)辨識(shí)29-44
• 3.1 恒定載荷加載方案29-31
• 3.1.1 恒定載荷加載的目的29
• 3.1.2 恒定載荷加載系統(tǒng)的設(shè)計(jì)29-30
• 3.1.3 恒定載荷的實(shí)際加載30-31
• 3.2 等效切削力綜合誤差直接測(cè)量的可行性分析31-32
• 3.3 銑削力測(cè)量實(shí)驗(yàn)32-34
• 3.3.1 銑削力測(cè)量條件32-33
• 3.3.2 銑削力的實(shí)際測(cè)量33-34
• 3.4 激光干涉儀簡介34-36
• 3.5 等效切削力綜合誤差參數(shù)的辨識(shí)方法36-42
• 3.5.1 九線法的測(cè)量原理36-37
• 3.5.2 十八項(xiàng)等效切削力綜合誤差參數(shù)的辨識(shí)37-41
• 3.5.3 綜合垂直度誤差參數(shù)的辨識(shí)41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-44
• 4 等效切削力綜合誤差補(bǔ)償軟件的設(shè)計(jì)44-56
• 4.1 誤差補(bǔ)償軟件設(shè)計(jì)平臺(tái)44
• 4.2 等效切削力綜合誤差補(bǔ)償軟件的總體方案44-46
• 4.2.1 程序編寫的主要流程44-45
• 4.2.2 等效切削力誤差補(bǔ)償軟件的主體架構(gòu)45-46
• 4.3 有關(guān)數(shù)控指令的補(bǔ)償算法46-50
• 4.3.1 機(jī)床各補(bǔ)償點(diǎn)誤差計(jì)算的理論基礎(chǔ)46-48
• 4.3.2 點(diǎn)到點(diǎn)的G代碼補(bǔ)償機(jī)理48
• 4.3.3 直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的G代碼補(bǔ)償機(jī)理48-49
• 4.3.4 圓弧運(yùn)動(dòng)的G代碼補(bǔ)償機(jī)理49-50
• 4.4 誤差補(bǔ)償軟件的設(shè)計(jì)50-55
• 4.4.1 基于MATLAB的誤差參數(shù)求解方法50-52
• 4.4.2 九線法動(dòng)態(tài)鏈接庫dll的生成及調(diào)用52-53
• 4.4.3 誤差補(bǔ)償模型動(dòng)態(tài)鏈接庫的生成及調(diào)用53-55
• 4.5 本章小結(jié)55-56
• 5 等效切削力綜合誤差補(bǔ)償試驗(yàn)56-64
• 5.1 試驗(yàn)條件及參數(shù)選取56-57
• 5.2 補(bǔ)償效果的試驗(yàn)驗(yàn)證57-62
• 5.2.1 理想狀況下的加工實(shí)驗(yàn)57
• 5.2.2 幾何誤差軟件補(bǔ)償57-61
• 5.2.3 等效切削力綜合誤差軟件補(bǔ)償61-62
• 5.3 工件加工精度的測(cè)量62-63
• 5.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析63
• 5.5 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 致謝70-71
• 作者簡介71-72
• 導(dǎo)師簡介72

【參考文獻(xiàn)】

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1 范晉偉,田越,宋國榮,黃旭東,康存鋒;基于14條位移線測(cè)量法的數(shù)控機(jī)床誤差參數(shù)辨識(shí)技術(shù)[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

2 李斌,賈瑜,吳波,李水進(jìn);伺服電流-銑削力關(guān)系間接建模的新方法[J];華中理工大學(xué)學(xué)報(bào);2000年02期

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2 李小力;數(shù)控機(jī)床綜合幾何誤差的建模及補(bǔ)償研究[D];華中科技大學(xué);2006年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 楊軼峰;XD-40A三軸數(shù)控機(jī)床空間幾何誤差補(bǔ)償?shù)难芯縖D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

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本文編號(hào)：747236