本文關(guān)鍵詞：基于效率優(yōu)化的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量及補(bǔ)償方法研究

  更多相關(guān)文章： 五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床 結(jié)構(gòu)誤差 軸部件誤差 誤差測(cè)量 誤差補(bǔ)償

【摘要】：五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床具有高效、高精加工等特點(diǎn),是現(xiàn)代制造業(yè)中最重要的加工設(shè)備之一。受制造及裝配精度的影響,五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床存在固有的幾何誤差。通過(guò)測(cè)量和補(bǔ)償,減小幾何誤差的影響,提高機(jī)床加工精度一直是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)。相比于三軸機(jī)床,五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床由于引入了兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,其幾何誤差數(shù)量更多,且它們?cè)跍y(cè)量補(bǔ)償中呈現(xiàn)出復(fù)雜的耦合關(guān)系,因此五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量和補(bǔ)償更加困難。本文基于上述現(xiàn)狀,針對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量及補(bǔ)償方法展開(kāi)研究,并進(jìn)行了仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文以提高五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量及補(bǔ)償?shù)男屎途葹槟繕?biāo),結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金“基于軸間雙向耦合的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差漸近辨識(shí)補(bǔ)償方法研究”等課題,主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)有：對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,基于分析結(jié)果構(gòu)造了機(jī)床的理想成型函數(shù)和實(shí)際成型函數(shù),并在此基礎(chǔ)上建立了以幾何誤差為參數(shù)的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床空間誤差模型。提出了一種基于單測(cè)點(diǎn)的PIGE辨識(shí)策略,由單測(cè)點(diǎn)約束下測(cè)點(diǎn)分布確定測(cè)量所需的初始軸指令組合,然后根據(jù)PIGE間的耦合效應(yīng),增加用于解耦的軸指令組合,整合后得到用于測(cè)量PIGE的軸指令組合。在此基礎(chǔ)上,以單擺頭結(jié)構(gòu)和雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床為實(shí)現(xiàn)平臺(tái),分別采用觸發(fā)式測(cè)頭、試件加工-三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、試件加工-激光位移傳感器設(shè)計(jì)了辨識(shí)策略的三種實(shí)現(xiàn)方法。提出了一種雙運(yùn)動(dòng)鏈PDGE辨識(shí)策略,通過(guò)預(yù)先在待標(biāo)定運(yùn)動(dòng)鏈上布局所需測(cè)點(diǎn),并在測(cè)量過(guò)程中變換測(cè)量參考點(diǎn)的方式,達(dá)到提高測(cè)量效率的目的。在此基礎(chǔ)上,以單擺頭-單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床為平臺(tái),利用觸發(fā)式測(cè)頭和標(biāo)定球設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)方法。提出了一種基于一維跟蹤球的轉(zhuǎn)動(dòng)軸PDGE辨識(shí)策略,采用多維度分步采集方式,僅通過(guò)單一方向位移的分步采集獲得標(biāo)定球球心三個(gè)方向的位移,提高了整個(gè)測(cè)量過(guò)程的效率。在此基礎(chǔ)上,以雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床為平臺(tái),利用激光位移傳感器和標(biāo)定球設(shè)計(jì)了一種實(shí)現(xiàn)方法。以改進(jìn)現(xiàn)有補(bǔ)償方法效率為目的,提出了一種基于軸間拓?fù)潢P(guān)系的幾何誤差補(bǔ)償方法,包含兩部分內(nèi)容：一部分是刀具方向誤差補(bǔ)償算法,該算法按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈中靠近切削點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸→遠(yuǎn)離切削點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)軸的順序求解補(bǔ)償指令,避免了刀具方向誤差補(bǔ)償算法中的迭代過(guò)程；另一部分是刀具位置誤差補(bǔ)償算法,該算法同樣按照機(jī)床運(yùn)動(dòng)鏈中距離切削點(diǎn)由近及遠(yuǎn)的順序求解平動(dòng)軸補(bǔ)償指令,避免了刀具位置誤差補(bǔ)償算法中的迭代過(guò)程。最后綜合上述兩部分補(bǔ)償算法,建立了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差的補(bǔ)償流程。搭建了五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量及補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)所提出的PIGE測(cè)量方法、轉(zhuǎn)動(dòng)軸PDGE測(cè)量方法以及幾何誤差補(bǔ)償方法分別進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,證明了上述方法在效率及精度上的提升。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG659

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 賀文琮;五面加工還是五軸聯(lián)動(dòng)?[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);2003年06期

2 祁欣;劉明燈;;五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)的加工案例[J];制造技術(shù)與機(jī)床;2009年06期

3 李洪波;;五軸聯(lián)動(dòng)加工技術(shù)的探討[J];金屬加工(冷加工);2009年21期

4 ;我國(guó)企業(yè)競(jìng)相推出五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床[J];工具技術(shù);2004年03期

5 ;我國(guó)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床競(jìng)相推出[J];工具技術(shù);2004年06期

6 唐建明,卞進(jìn)澤;五軸聯(lián)動(dòng)的曲面編程與后處理[J];組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù);2004年08期

7 張翊偉;五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床[J];現(xiàn)代制造;2005年22期

8 高琦;;航發(fā)葉片加工用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的發(fā)展[J];航空制造技術(shù);2008年S1期

9 劉士玉;;五軸聯(lián)動(dòng)車銑中心現(xiàn)狀與發(fā)展策略[J];世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng);2008年03期

10 ;五軸聯(lián)動(dòng)葉片加工中心[J];中國(guó)制造業(yè)信息化;2005年11期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

1 石毅;王玉琨;;五軸聯(lián)動(dòng)雕銑技術(shù)在復(fù)雜快速成型加工和模具加工中的應(yīng)用研究[A];陜西第二屆數(shù)控機(jī)床及自動(dòng)化技術(shù)專家論壇論文集[C];2011年

2 佟璞瑋;;發(fā)展中的國(guó)產(chǎn)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床[A];中國(guó)數(shù)控機(jī)床展覽會(huì)論文集[C];2004年

3 賴喜德;王貞凱;;大型軸流式水輪機(jī)葉片五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)[A];西部大開(kāi)發(fā) 科教先行與可持續(xù)發(fā)展——中國(guó)科協(xié)2000年學(xué)術(shù)年會(huì)文集[C];2000年

4 曹浩波;馬康賢;;五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)在誘導(dǎo)輪的葉片加工中的應(yīng)用[A];探索創(chuàng)新交流－－中國(guó)航空學(xué)會(huì)青年科技論壇文集[C];2004年

5 黃鑫;楊馥濤;石毅;王玉琨;;五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的組成、結(jié)構(gòu)與功能[A];2012年陜西省焊接學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C];2012年

6 劉興國(guó);高東強(qiáng);沈敏德;趙建國(guó);;XK028五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的研制[A];第五屆全國(guó)凸輪機(jī)構(gòu)學(xué)術(shù)會(huì)議暨中日凸輪學(xué)術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2003年

7 楊大勇;付偉;任連生;楊立光;崔志成;劉萍;;五軸聯(lián)動(dòng)精密電火花加工復(fù)雜軌跡控制技術(shù)研究[A];第13屆全國(guó)特種加工學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2009年

8 宋文學(xué);張軍前;劉興良;;UGNX五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床后處理的開(kāi)發(fā)[A];第五屆數(shù)控機(jī)床與自動(dòng)化技術(shù)專家論壇、第18屆中國(guó)西部國(guó)際裝備制造業(yè)博覽會(huì)�？痆C];2014年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 記者 陳建強(qiáng);天津工大：“五軸聯(lián)動(dòng)”培育學(xué)生創(chuàng)新能力[N];光明日?qǐng)?bào);2012年

2 本報(bào)記者 蘭海俠;11臺(tái)五軸機(jī)床落戶東汽 機(jī)電院攻關(guān)進(jìn)口替代[N];機(jī)電商報(bào);2006年

3 本報(bào)記者 竇曉竹;四開(kāi)數(shù)控?fù)屨嘉遢S聯(lián)動(dòng)技術(shù)制高點(diǎn)[N];江蘇科技報(bào);2009年

4 肖凡;國(guó)內(nèi)首臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)落地銑鏜床研成[N];中國(guó)汽車報(bào);2003年

5 偉文;我國(guó)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床競(jìng)相推出[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2004年

6 本報(bào)通訊員 劉登明 魏艷 房磊;創(chuàng)建“五軸聯(lián)動(dòng)”文化 培育“德技雙馨”人才[N];科技日?qǐng)?bào);2013年

7 記者 冷翠華;國(guó)內(nèi)首臺(tái)機(jī)械式五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床下線[N];中國(guó)船舶報(bào);2008年

8 周李;40臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床將亮相國(guó)展[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2003年

9 本報(bào)記者 胡啟林;航空工業(yè)工藝復(fù)雜 所需機(jī)床多為五軸聯(lián)動(dòng)[N];中國(guó)工業(yè)報(bào);2008年

10 通訊員 溫舜方 本報(bào)記者 王寶琳;五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床三落三起[N];科技日?qǐng)?bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 蔣周翔;基于效率優(yōu)化的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床幾何誤差測(cè)量及補(bǔ)償方法研究[D];華中科技大學(xué);2016年

2 耿聰;數(shù)控系統(tǒng)五軸聯(lián)動(dòng)軌跡平滑技術(shù)研究與應(yīng)用[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（沈陽(yáng)計(jì)算技術(shù)研究所）;2014年

3 陳為旭;石材復(fù)雜型面加工控制及廢水處理若干關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];福州大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 梁海靖;復(fù)雜曲面五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工與輪廓誤差檢測(cè)分析[D];廣西大學(xué);2014年

2 萬(wàn)強(qiáng);煙氣輪機(jī)葉片五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工過(guò)程的研究[D];蘭州理工大學(xué);2016年

3 沙豐永;五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工軌跡誤差預(yù)測(cè)方法的研究[D];山東理工大學(xué);2016年

4 李曉偉;通用型五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)軟件開(kāi)發(fā)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2016年

5 伏高印;五軸聯(lián)動(dòng)葉片無(wú)損探傷設(shè)備的設(shè)計(jì)[D];揚(yáng)州大學(xué);2016年

6 陳萌;五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心雙擺轉(zhuǎn)臺(tái)的設(shè)計(jì)[D];北京工業(yè)大學(xué);2016年

7 汪鴻浩;基于五軸聯(lián)動(dòng)加工中心范成加工圓柱齒輪的方法研究[D];重慶大學(xué);2016年

8 何龍;基于五軸聯(lián)動(dòng)的半固態(tài)金屬擠出沉積成型技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

9 黃鄒亞;五軸聯(lián)動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制仿真技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

10 胡澤華;高性能五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1260114