本文關(guān)鍵詞：基于溫度補償?shù)腜MC控制方法的研究

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【摘要】：數(shù)控機床進給系統(tǒng)中的滾珠絲杠作為精密傳動和定位的重要部件,其性能將直接影響數(shù)控機床在使用過程中的加工精度。數(shù)控機床經(jīng)過長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)或高速切削加工之后,進給系統(tǒng)中與滾珠絲杠相接觸的零部件區(qū)域(比如滾珠絲杠副、軸承等)就會產(chǎn)生許多熱量。在數(shù)控機床的內(nèi)部,這些熱量不容易被及時的散發(fā),導(dǎo)致滾珠絲杠的溫度逐漸升高,使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生熱變形,從而使刀具與工件之間的位置發(fā)生變化,降低了機床的加工精度。尤其是精加工數(shù)控機床,滾珠絲杠的熱變形所造成的誤差是不容忽視的。因此,對滾珠絲杠的熱變形進行補償對提高數(shù)控機床的加工精度具有重要的意義。本次課題以大連機床集團有限責(zé)任公司生產(chǎn)的DL-20型數(shù)控機床X軸進給系統(tǒng)中的滾珠絲杠為研究對象,以FANUC 0i數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置的可編程機床控制器(Programmable Machine Controller,PMC)為核心,通過編制PMC程序梯形圖控制機床對滾珠絲杠的軸向熱變形進行補償,從而提高數(shù)控機床的加工精度。本次課題主要研究內(nèi)容如下:(1)對數(shù)控機床X軸進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理進行介紹,并對數(shù)控機床熱誤差的產(chǎn)生進行分析,闡述降低熱誤差的方法。(2)利用Solidworks軟件建立滾珠絲杠副的三維模型,通過對滾珠絲杠進給系統(tǒng)中熱源的分析和計算,在確定約束條件和熱載荷的情況下,將載荷加載到滾珠絲杠的有限元模型上,利用Simulation模塊對滾珠絲杠副的溫度場及熱變形進行分析,得出滾珠絲杠的熱變形圖像和熱變形的理論值。(3)對數(shù)控機床進給系統(tǒng)中滾珠絲杠在進行往復(fù)運動時產(chǎn)生的熱變形進行測量,利用MATLAB繪制測量數(shù)據(jù)的圖形,總結(jié)出其變形規(guī)律。(4)對FANUC 0i系統(tǒng)中PMC的基本結(jié)構(gòu)及工作原理進行介紹。根據(jù)所測量的滾珠絲杠的熱變形規(guī)律編制熱誤差補償程序,并將補償程序應(yīng)用在實際切削中,測量零件尺寸是否在要求范圍內(nèi)。利用PMC控制程序?qū)L珠絲杠的熱誤差進行補償后,數(shù)控機床所加工零件尺寸的誤差在要求的范圍內(nèi),說明了此方法能夠解決由于滾珠絲桿的熱變形所造成零件尺寸逐漸增大的問題。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控機床 滾珠絲杠 熱變形補償 PMC
【學(xué)位授予單位】：遼寧科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 緒論10-17
• 1.1 課題背景10
• 1.2 問題簡述10-12
• 1.2.1 確定問題來源11-12
• 1.2.2 熱誤差所產(chǎn)生的影響12
• 1.3 國內(nèi)外關(guān)于機床熱誤差的補償現(xiàn)狀概述12-14
• 1.3.1 國外的熱誤差補償研究發(fā)展?fàn)顩r12-14
• 1.3.2 國內(nèi)的熱誤差補償研究發(fā)展?fàn)顩r14
• 1.4 誤差補償技術(shù)存在的問題14-15
• 1.5 選題意義15-16
• 1.6 本文主要研究內(nèi)容16
• 1.7 本章小結(jié)16-17
• 2.DL-20數(shù)控車床的進給系統(tǒng)17-25
• 2.1 數(shù)控機床主要結(jié)構(gòu)特點17
• 2.2 DL-20數(shù)控機床進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其工作原理17-20
• 2.2.1 進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)17-19
• 2.2.2 進給系統(tǒng)的工作原理19-20
• 2.3 X軸滾珠絲杠20-21
• 2.4 機床熱誤差產(chǎn)生原理21
• 2.5 機床在工作中產(chǎn)生熱誤差的影響因素21-22
• 2.6 降低熱誤差方法的分析22-24
• 2.6.1 誤差避免法22-23
• 2.6.2 誤差補償法23-24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 3.滾珠絲杠的熱分析25-33
• 3.1 軟件介紹25-26
• 3.1.1 Simulation進行有限元分析的一般步驟25
• 3.1.2 Simulation使用步驟25-26
• 3.2 滾珠絲杠三維模型的簡化26
• 3.3 滾珠絲杠進給系統(tǒng)的熱源分析26-27
• 3.4 滾珠絲桿熱源的熱量計算27-31
• 3.4.1 軸承發(fā)熱量的計算27-28
• 3.4.2 滾珠絲杠螺母的發(fā)熱量計算28-30
• 3.4.3 滾珠絲杠和周圍空氣間進行的熱交換現(xiàn)象30-31
• 3.4.4 軸承座表面的對流換熱計算31
• 3.5 滾珠絲杠的溫度場及變形分析31-32
• 3.6 本章小結(jié)32-33
• 4.對可編程機床控制器的研究33-48
• 4.1 FANUC-0i系統(tǒng)33-34
• 4.2 可編程機床控制器34-35
• 4.3 PMC的基本結(jié)構(gòu)35
• 4.4 PMC的工作原理35-37
• 4.4.1 輸入信號的處理36
• 4.4.2 輸出信號的處理36-37
• 4.5 程序編制方式37-38
• 4.5.1 線性編程37-38
• 4.5.2 結(jié)構(gòu)化編程38
• 4.6 梯形圖的結(jié)構(gòu)和組成38-40
• 4.6.1 梯形圖的結(jié)構(gòu)38-39
• 4.6.2 梯形圖的組成39-40
• 4.7 指令系統(tǒng)40-41
• 4.8 編程軟件介紹41-44
• 4.9 PMC程序舉例解析44-47
• 4.10 本章小結(jié)47-48
• 5.數(shù)據(jù)測量與分析48-63
• 5.1 數(shù)據(jù)測量48-50
• 5.1.1 測量方法48-49
• 5.1.2 加工程序的編寫49
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集49-50
• 5.2 MATLAB數(shù)據(jù)分析50-55
• 5.2.1 最小二乘法51-52
• 5.2.2 最小二乘法求解52-55
• 5.3 溫度誤差補償原理55-56
• 5.4 滾珠絲杠的熱變形規(guī)律56-57
• 5.5 參數(shù)設(shè)定57-61
• 5.6 結(jié)論61-63
• 6.總結(jié)和展望63-65
• 6.1 總結(jié)63
• 6.2 展望63-65
• 參考文獻65-68
• 附錄 PMC溫度補償程序梯形圖68-90
• 致謝90-91
• 作者簡介91-92

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1 ;滾珠絲杠的最新技術(shù)動向[J];現(xiàn)代制造;2003年08期

2 屈岳陵;高速化與高負(fù)荷滾珠絲杠之研究對策[J];世界制造技術(shù)與裝備市場;2004年03期

3 畢立彩,張曉東,吳文秀;電火花線切割機床橫向滾珠絲杠的受力分析[J];機械工程師;2005年09期

4 ;上銀推出高速滾珠絲杠[J];現(xiàn)代制造;2006年05期

5 李亞芹;龍澤明;王桂蓮;;高速滾珠絲杠進給驅(qū)動系統(tǒng)屈服形變分析[J];機械工程師;2006年12期

6 劉莉;李世偉;宋現(xiàn)春;孫翰英;;精密滾珠絲杠螺旋線誤差動態(tài)測量方法的研究[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2007年05期

7 杜占輝;;高級型水壓力發(fā)生器滾珠絲杠的選擇與計算[J];廣西輕工業(yè);2007年06期

8 ;高性價比的鏜軸組件和滾珠絲杠[J];現(xiàn)代制造;2009年10期

9 李明;;精密滾珠絲杠裝配工藝改進的實踐與探索[J];職業(yè);2010年21期

10 黃祖堯;;滾珠絲杠螺紋制造技術(shù)向高效、低耗、綠色方向發(fā)展(上)[J];金屬加工(冷加工);2010年20期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 王健;高明月;董學(xué)哲;;滾珠絲杠設(shè)計計算[A];2002年黑龍江省機械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

2 羅容;李凌豐;彭鐵柱;項林輝;;基于有限元的滾珠絲杠的應(yīng)力分析與研究[A];第四屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2008年

3 ;滾珠絲杠設(shè)計計算(英文)[A];2002年黑龍江省機械工程學(xué)會年會論文集[C];2002年

4 孫奎洲;周金宇;;基于Matlab的滾珠絲杠可靠性優(yōu)化設(shè)計[A];2010年全國機械行業(yè)可靠性技術(shù)學(xué)術(shù)交流會暨第四屆可靠性工程分會第二次全體委員大會論文集[C];2010年

5 焦衛(wèi)兵;吳志國;李富強;;滾珠絲杠傳動的熱變形對機床精度的影響[A];第三屆十省區(qū)市機械工程學(xué)會科技論壇暨黑龍江省機械工程學(xué)會2007年年會論文（摘要）集[C];2007年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 本報記者 嚴(yán)曼青;滾珠絲杠企業(yè)遭遇鋼材漲價困局[N];機電商報;2008年

2 本報記者 徐俊霞;上銀科技執(zhí)著于功能部件創(chuàng)新[N];機電商報;2006年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 盧禮華;基于滾珠絲杠的大行程納米定位系統(tǒng)建模和控制技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

2 李彥鳳;滾珠絲杠旋風(fēng)硬銑削加工熱變形誤差及其控制技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2014年

3 何王勇;數(shù)控機床雙軸同步控制技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2011年

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本文編號：774141