基于虚拟制造原理的误差溯源方法研究

发布时间：2020-05-05 02:43

【摘要】：控制零件的加工质量,是提高产品质量、性能及可靠性的重要保证。为了根据加工质量分析,确定工艺系统误差源,实现产品的快速定制,本文提出了“基于虚拟制造原理的误差溯源方法研究”课题。课题研究工作以车削对象展开,首先是研究建立整个工艺系统的加工误差模型,并借助Matlab软件仿真生成虚拟工件,该误差模型可以将工艺系统各单元的误差作用效果反映到虚拟工件上;接着,依托加工误差模型系统分析各项误差源的作用效果,以及误差源的耦合作用效果,得到工艺系统误差源与各项加工误差的映射关系;然后根据误差源与加工误差的映射关系,提出了一种误差溯源方法,并编制误差溯源软件,建立数字化误差溯源系统;最后根据误差溯源结果,进一步确定误差调整的对象,分析相关误差源的作用规律,编制针对机床相关误差的误差调整软件。本文主要研究工作如下:第一,基于多体系统理论和齐次坐标变换原理,建立了工艺系统的综合误差模型,并在分析误差源的基础上,借助工件受力变形分析和夹具受力变形分析,证明了该误差模型可以分析部件的变形误差。然后分析刀具的带有磨损误差的几何模型,建立起完整的加工误差模型。最后利用得到的加工误差模型,通过Matlab软件仿真得到虚拟工件,可以将工艺系统各项误差源反映到虚拟工件表面,并验证了模型的正确性。第二,建立了面向虚拟工件的误差评定方法,可以对虚拟工件进行加工误差的测量与评定;然后从单向误差源和多项误差源耦合的角度,分析了工艺系统误差源对加工误差的作用效果,得到了影响各加工误差项的误差源;最后得到了工艺系统误差源与加工误差的映射关系,并将其保存起来,作为误差溯源的基础。第三,提出了一种基于误差源与加工误差映射关系的误差溯源方法,并通过正向预测,得出工件加工误差特征与溯源依据的误差特征一致,验证了溯源方法的正确性;最后通过Matlab GUI模块编制了误差溯源软件,软件可以根据测量的加工误差特征,追溯可能的工艺系统对应的误差源组合,从而建立起一套数字化误差溯源方法。第四,基于溯源结果,提出针对性误差调整方法。首先是在误差溯源结果的基础上,提出进一步确定误差调整对象的方法;然后对确定的误差源对象进行误差作用规律分析,最终确定各误差调整对象的调整方向及调整量。最后基于MATLAB GUI模块,编写相关的误差调整软件,阐述了软件的结构体系和模块功能。
【图文】：

是分析上述映射关系及影响规艺系统误差综合作用的结果。所以本章节借加工误差模型，并仿真生成可以带有误差的误差建模理论及方法论的机械结构描述体或者柔体按照某种联结形式构成的复杂机简化和准确的描述，通过它可以有效地分析行拓扑结构描述是分析研究复杂多体机械系结构的方法主要是低序体阵列描述法，它具有统的拓扑结构示意图，设定 O 为多体系统的体，然后以自然数列增长的方式，沿着远离 B利用下列定义的计算公式得到用来描述多体

可以对图 2.1 的多体系统进行计算，得出其各阶低序表 2.1 多体系统的低序体阵列1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 1 3 1 5 6 7 8 0 0 0 1 0 1 5 6 7 0 0 0 0 0 0 1 5 6 0 0 0 0 0 0 0 1 5 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 标变换的相邻体的描述把一个 n 维坐标表示成 n+1 个分量的形式。齐次坐标变换个坐标系中的二维、三维或者多维的点集变换到另外一型体 Bj与其相邻低序体 Bi的位姿关系如图 2.2 所示。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TH161

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