發(fā)布時(shí)間：2017-09-21 17:50

  本文關(guān)鍵詞：五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差綜合建模及補(bǔ)償技術(shù)研究

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【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展使制造業(yè)水平發(fā)生了根本性變化,普通數(shù)控機(jī)床逐漸被精密和超精密數(shù)控機(jī)床所代替。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)能力和科學(xué)技術(shù)水平的高低,也是實(shí)現(xiàn)制造系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化、集成化的基礎(chǔ)。本文基于自主搭建的五軸數(shù)控研拋機(jī)床為研究對(duì)象,深入分析和研究了其誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合建模方法、誤差測(cè)量、誤差綜合建模原理以及誤差補(bǔ)償應(yīng)用。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)詳細(xì)闡述了五軸數(shù)控研拋機(jī)床的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu),分析了機(jī)床各個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副和移動(dòng)副的誤差來(lái)源,列出了五軸機(jī)床最主要的幾何與熱誤差元素。運(yùn)用齊次坐標(biāo)變換理論對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)副進(jìn)行誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,分別得出機(jī)床移動(dòng)副和轉(zhuǎn)動(dòng)副在理想情況下和實(shí)際情況下的誤差運(yùn)動(dòng)變換矩陣。(2)通過(guò)對(duì)機(jī)床各運(yùn)動(dòng)副的成形運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析,根據(jù)五軸數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),將機(jī)床分為兩條運(yùn)動(dòng)鏈:刀具鏈和工件鏈�；邶R次坐標(biāo)變換理論,建立了五軸數(shù)控機(jī)床工件坐標(biāo)系到刀具坐標(biāo)系的誤差運(yùn)動(dòng)綜合模型。依據(jù)綜合模型簡(jiǎn)化計(jì)算得到機(jī)床6項(xiàng)誤差運(yùn)動(dòng)空間分量并驗(yàn)證了機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)綜合模型的正確性。(3)運(yùn)用激光干涉儀對(duì)五軸機(jī)床各移動(dòng)軸的定位誤差,兩項(xiàng)直線(xiàn)度誤差和兩項(xiàng)角度誤差進(jìn)行反復(fù)測(cè)量,并對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析,從而得出機(jī)床各誤差元素的變化規(guī)律。(4)按照不同時(shí)間對(duì)機(jī)床三個(gè)移動(dòng)軸的定位誤差進(jìn)行測(cè)量,同時(shí)運(yùn)用PT100溫度傳感器對(duì)機(jī)床的關(guān)鍵位置溫度進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)測(cè)量結(jié)果,分析出機(jī)床定位誤差實(shí)際上是一種綜合誤差,考慮幾何誤差與熱誤差的不同特性對(duì)機(jī)床定位誤差進(jìn)行分離,利用牛頓插值算法對(duì)機(jī)床定位誤差中的幾何誤差進(jìn)行建模,基于灰色理論分析,得出影響機(jī)床熱誤差最關(guān)鍵的溫度測(cè)點(diǎn),運(yùn)用最小二乘算法對(duì)機(jī)床定位誤差中的熱誤差進(jìn)行建模,最后再將這兩種模型合成為一個(gè)誤差綜合模型。根據(jù)誤差綜合模型,基于研拋機(jī)床系統(tǒng)中的誤差補(bǔ)償模塊進(jìn)行誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),補(bǔ)償效果顯著,驗(yàn)證了模型的正確性和實(shí)用性。
【關(guān)鍵詞】：五軸數(shù)控研拋機(jī)床 誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合建模 誤差元素綜合建模 誤差測(cè)量 誤差補(bǔ)償
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG659
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-20
• 1.1 課題概述9-10
• 1.1.1 課題來(lái)源9
• 1.1.2 課題研究的背景與意義9-10
• 1.2 數(shù)控機(jī)床誤差的概念及分類(lèi)10-13
• 1.2.1 機(jī)床誤差概念10-12
• 1.2.2 機(jī)床誤差分類(lèi)12-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床誤差建模及補(bǔ)償技術(shù)研究的現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 數(shù)控機(jī)床誤差建模研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 數(shù)控機(jī)床誤差測(cè)量研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3.3 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償方法研究現(xiàn)狀16
• 1.4 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)16-18
• 1.5 本文研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差元素及誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)分析20-32
• 2.1 引言20
• 2.2 五軸數(shù)控研拋機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介20-21
• 2.3 研拋機(jī)床各部件運(yùn)動(dòng)分析21
• 2.4 研拋機(jī)床運(yùn)動(dòng)副的誤差元素21-26
• 2.4.1 機(jī)床移動(dòng)副誤差元素21-23
• 2.4.2 機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)副誤差元素23-24
• 2.4.3 主軸誤差元素24
• 2.4.4 垂直度分析24-25
• 2.4.5 研拋機(jī)床綜合誤差元素25-26
• 2.5 研拋機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)分析26-31
• 2.5.1 齊次坐標(biāo)變換理論分析26-29
• 2.5.2 機(jī)床移動(dòng)副誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)分析29-30
• 2.5.3 機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)副誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)分析30
• 2.5.4 機(jī)床垂直度誤差分析30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 第三章 五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合建模32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 五軸數(shù)控研拋機(jī)床運(yùn)動(dòng)關(guān)系分析32-33
• 3.3 五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合建模33-40
• 3.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系的設(shè)定33-34
• 3.3.2 理想情況下機(jī)床各運(yùn)動(dòng)鏈的齊次變換矩陣34-36
• 3.3.3 實(shí)際情況下機(jī)床各運(yùn)動(dòng)鏈的齊次變換矩陣36-39
• 3.3.4 機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合模型的建立39-40
• 3.4 機(jī)床誤差運(yùn)動(dòng)學(xué)綜合模型的檢驗(yàn)40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第四章 五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差精密測(cè)量與分析43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 幾何誤差元素測(cè)量原理43-46
• 4.2.1 激光干涉儀的測(cè)量原理43-44
• 4.2.2 機(jī)床移動(dòng)軸定位誤差測(cè)量原理44-45
• 4.2.3 機(jī)床移動(dòng)軸角度誤差測(cè)量原理45-46
• 4.2.4 機(jī)床移動(dòng)軸直線(xiàn)度誤差測(cè)量原理46
• 4.3 移動(dòng)軸誤差測(cè)量與分析46-55
• 4.3.1 移動(dòng)軸定位誤差測(cè)量與分析46-49
• 4.3.2 移動(dòng)軸直線(xiàn)度誤差測(cè)量與分析49-52
• 4.3.3 移動(dòng)軸角度誤差測(cè)量與分析52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-57
• 第五章 五軸數(shù)控研拋機(jī)床誤差綜合建模技術(shù)和補(bǔ)償研究57-73
• 5.1 引言57
• 5.2 研拋機(jī)床誤差綜合建模原理與測(cè)量57-61
• 5.2.1 誤差綜合建模原理57-58
• 5.2.2 誤差元素測(cè)量58-61
• 5.3 研拋機(jī)床誤差元素綜合建模61-67
• 5.3.1 幾何誤差建模61-62
• 5.3.2 基于灰色理論的關(guān)鍵溫度點(diǎn)選擇62-64
• 5.3.3 熱誤差建模64-65
• 5.3.4 綜合誤差建模65-67
• 5.4 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)研究67-72
• 5.4.1 誤差補(bǔ)償控制方式67-68
• 5.4.2 誤差補(bǔ)償實(shí)施策略68-69
• 5.4.3 研拋機(jī)床誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)69-72
• 5.5 本章小結(jié)72-73
• 第六章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 全文總結(jié)73
• 6.2 展望73-75
• 致謝75-76
• 參考文獻(xiàn)76-81
• 作者簡(jiǎn)介81
• 攻讀碩士學(xué)位期間研究成果81

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1 郭福坤;張勤;;五軸數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制方法研究[J];機(jī)械設(shè)計(jì)與制造;2010年03期

2 ;北京機(jī)電院推出高端五軸數(shù)控機(jī)床[J];模具工業(yè);2010年10期

3 黃國(guó)輝;雷立群;;五軸數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)[J];吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院學(xué)報(bào);2013年02期

4 梁偉文;;雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸數(shù)控平臺(tái)坐標(biāo)分析與驗(yàn)證[J];深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2014年03期

5 李壯;;五軸數(shù)控機(jī)床加工后處理研究[J];硅谷;2014年07期

6 劉鵠然;;曲面切削原理在五軸數(shù)控模具銑床上的實(shí)現(xiàn)[J];輕型汽車(chē)技術(shù);2003年06期

7 趙明巖;徐向~，

本文編號(hào)：896009