本文關(guān)鍵詞：四軸臥式加工中心空間精度的建模、檢測及可靠性分析

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【摘要】：課題來源于“高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項課題—精密立臥式加工中心技術(shù)創(chuàng)新平臺,重點從事高精度四軸臥式加工中心空間精度建模及檢測技術(shù)的研究,課題研究主要內(nèi)容包括如下：(1)四軸臥式加工中心空間誤差建�；诙囿w系統(tǒng)理論,針對四軸臥式加工中心的空間結(jié)構(gòu)特點,通過溯源分析確定其三直線運動軸中包含定位、直線度、角度、垂直度誤差在內(nèi)的21項幾何誤差因素,并綜合考慮回轉(zhuǎn)運動軸中包含位移、角度在內(nèi)6項幾何誤差的耦合作用,構(gòu)建四軸臥式加工中心空間誤差模型。(2)四軸臥式加工中心幾何誤差辨識模型及檢測方法基于九線法構(gòu)建四軸臥式加工中心幾何誤差辨識模型；針對THM46100高精度四軸臥式加工中心,借助激光干涉儀進行三直線運動軸幾何誤差檢測,借助空間誤差辨識模型分析計算其21項幾何誤差；同時,配合球桿儀及回轉(zhuǎn)分度儀對回轉(zhuǎn)軸的幾何誤差進行檢測分析,辨識出回轉(zhuǎn)軸中的6項幾何誤差,從而實現(xiàn)了機床空間精度的檢測分析。(3)四軸臥式加工中心空間精度的優(yōu)化分析利用THM46100四軸臥式加工中心幾何誤差辨識數(shù)據(jù),并借助四軸臥式加工中心空間誤差模型,分析機床幾何誤差靈敏度及重要度,確定機床在X、Y、Z三個方向上空間精度影響最大的關(guān)鍵誤差因素,依次為定位誤差、定位誤差、,直線度誤差；通過對關(guān)鍵誤差因素進行補償,優(yōu)化了機床空間誤差場,分析結(jié)果表明,空間最大綜合誤差由0.0564mm減小為0.0278mm。(4)空間精度可靠性評價方法構(gòu)建四軸臥式加工中心精度可靠性模型,以及空間精度可靠性評價方法。通過THM46100四軸臥式加工中心空間幾何誤差分布特征分析,確定各誤差樣本服從正態(tài)分布,基于蒙特卡洛模擬法求得X、Y、Z及合方向空間誤差均服從正態(tài)分布,并基于精度可靠性模型計算機床空間精度的可靠度。課題研究針對四軸臥式加工中心進行了空間精度建模及檢測分析,并應(yīng)用于THM46100高精度四軸臥式加工中心精度檢測的工程實踐,實驗結(jié)果驗證了理論模型的正確性,為此類型機床空間精度設(shè)計分析提供了理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：四軸臥式加工中心 空間精度 溯源分析 幾何誤差辨識 可靠性評價
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG659
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及意義11-13
• 1.2 課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢13-19
• 1.2.1 機床空間誤差建模技術(shù)研究13-15
• 1.2.2 機床運動誤差檢測與辨識方法研究15-17
• 1.2.3 機床運動精度可靠性建模研究17-19
• 1.3 課題主要研究內(nèi)容與實施路線19-21
• 1.3.1 課題研究內(nèi)容19
• 1.3.2 課題實施路線19-21
• 第二章 四軸臥式加工中心的空間誤差建模21-47
• 2.1 四軸臥式加工中心的基本結(jié)構(gòu)21-22
• 2.2 四軸臥式加工中心拓撲結(jié)構(gòu)分析22-34
• 2.2.1 多體系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)描述22-25
• 2.2.2 多體系統(tǒng)相鄰體間實際運動坐標變換25-33
• 2.2.3 四軸臥式加工中心拓撲結(jié)構(gòu)描述33-34
• 2.3 四軸臥式加工中心的幾何誤差分析34-37
• 2.3.1 機床誤差來源與分類34-35
• 2.3.2 四軸臥式加工中心幾何誤差溯源分析35-37
• 2.4 四軸臥式加工中心空間誤差建模37-45
• 2.4.1 四軸臥式加工中心相鄰體間特征矩陣描述37-41
• 2.4.2 四軸臥式加工中心空間誤差建模分析41-45
• 2.5 本章小結(jié)45-47
• 第三章 四軸臥式加工中心幾何誤差辨識47-75
• 3.1 數(shù)控機床直線運動軸幾何誤差辨識原理47-52
• 3.1.1 機床直線運動軸位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差辨識47-51
• 3.1.2 機床直線運動軸間垂直度誤差辨識51-52
• 3.2 數(shù)控機床回轉(zhuǎn)運動軸幾何誤差辨識原理52-57
• 3.3 四軸臥式加工中心幾何誤差檢測與辨識實驗57-74
• 3.3.1 直線運動軸幾何誤差檢測與辨識實驗57-70
• 3.3.2 回轉(zhuǎn)運動軸幾何誤差檢測與辨識實驗70-74
• 3.4 本章小結(jié)74-75
• 第四章 四軸臥式加工中心空間誤差場分析75-89
• 4.1 四軸臥式加工中心空間誤差場分布分析75-80
• 4.2 基于空間誤差模型的幾何誤差靈敏度分析80-86
• 4.2.1 四軸臥式加工中心各幾何誤差靈敏度排序80-84
• 4.2.2 四軸臥式加工中心各幾何誤差重要程度分析84-86
• 4.3 四軸臥式加工中心空間誤差場的優(yōu)化86-88
• 4.3.1 四軸臥式加工中心關(guān)鍵幾何誤差補償分析86-87
• 4.3.2 四軸臥式加工中心空間誤差場優(yōu)化設(shè)計87-88
• 4.4 本章小結(jié)88-89
• 第五章 四軸臥式加工中心空間精度可靠性評價89-113
• 5.1 空間精度可靠性的指標及評價89-92
• 5.1.1 機構(gòu)運動精度可靠性及其影響因素89
• 5.1.2 四軸臥式加工中心空間精度可靠性評價指標89-90
• 5.1.3 四軸臥式加工中心空間精度可靠性評價方法90-92
• 5.2 四軸臥式加工中心空間精度可靠性建模分析92-111
• 5.2.1 四軸臥式加工中心空間精度可靠性數(shù)學(xué)模型92-94
• 5.2.2 四軸臥式加工中心空間精度幾何誤差分布特征分析94-108
• 5.2.3 四軸臥式加工中心空間精度可靠度的計算108-111
• 5.3 本章小結(jié)111-113
• 第六章 結(jié)論113-115
• 致謝115-117
• 參考文獻117-123
• 附錄 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文及專利123

【參考文獻】

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本文編號：889978