多轴运动控制实验台设计与误差分析
发布时间：2020-09-30 11:30
近年来,自动化与人工智能广泛运用在制造业,无人化工厂成为制造业发展的大趋势,精确性则是自动化运行的前提,因而运动误差测量与补偿就变得十分重要,目前,常用激光干涉仪、球杆仪测量其综合误差,虽然精度高,但是成本高,操作过程繁琐。针对一般精度自动化生产线(精度为±0.2mm及以上),本论文提出一种操作简单成本低廉的误差补偿方法,为验证其误差补偿方法的有效性,设计了一款多轴运动控制实验台来模拟自动化生产线的工作过程,并对实验台的运动误差进行分析研究,论文主要工作如下:(1)根据自动化产线常用功能,对多轴运动实验台进行结构设计,包括总体设计,以及各构成部件的设计。基于实验台安全性,对龙门机构进行静力学分析和模态分析,这也为误差测量的准确性打下基础;(2)分析了多轴实验台工作时的主要误差源,对其中龙门机构和皮带运动的几何误差建模,分析了龙门机构各轴和皮带运动的误差元素,得到了多轴实验台龙门机构的误差变换矩阵,建立了龙门机构几何误差综合模型;(3)根据龙门机构的几何误差综合模型,采用游标卡尺与多用水平尺等对多轴实验台龙门机构和皮带传动进行几何误差测量,将综合运动分解成单轴运动分别测量误差,采用坐标偏移法结合测量数据实现误差补偿程序编译;(4)通过试验,比较误差补偿程序加载前后龙门机构对工件的夹取误差,来验证误差模型的正确性,以及测量误差方法与过程的有效性,通过对龙门机构连续运动23个位置的测量误差比较,证明龙门机构在加载补偿程序后,夹取误差得到了有效的补偿,对工件的夹取精度提高了80%左右。研究结果表明:通过对龙门机构综合误差分解为各单向运动误差直接测量,运用误差变换矩阵与坐标偏移的原理编译误差补偿,能较好的补偿龙门机构的运动误差,这种误差补偿方法是实际有效的,可以在精度要求不高的自动化生产线中应用,既能节省了成本,又能满足定位精度要求。
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP273;TH122
【部分图文】：
１．２．１多轴运动设备的研究逡逑多轴运动设备的构成一般包括控制机构、驱动机构、机械本体和各种传感器逡逑件［１９］（如图１．１）。机构的整体的性能受很多因素影响，控制器控制系统的合理逡逑性和控制精度。机械结构本体设计精度和装配精度，驱动模块的性能，传感器的逡逑１逡逑
分别设计了对测量误差程序加载前后的龙门机构夹取误差变化的试验，并记录进逡逑行比较，对本文提出的几何误差模型、误差测量方法的正确性等进行验证。逡逑综上所述，可以拟定研宄的技术路线如图１．２所示。逡逑多轴实验台功能及要求调研分析ｊ逡逑实验台工作流程及参数的确定逡逑逦Ｉ邋ｒ逦逡逑实验台总体结构设计逡逑逦古逦＾逦＾逦逡逑／＊■逦■■■逦＾逦￣邋ｎ逦／＊■邋１逡逑龙门Ｚ与l捴岬纳杓棋危绷牛僦岬纳杓棋危绷牛刂岬纳杓棋义狭呕咕擦ρв肽Ｌ治鲥义襄危掊五义辖⑹笛樘ㄎ蟛钅Ｐ途卣筘义襄五澹慑五五义襄危掊邋五义狭呕蛊蕉蟛畈饬垮纹ご硕蟛畈饬垮义希慑五危五澹慑义希殄义鲜菡聿⒆魍寄夂铣珊义希慑义衔蟛畈钩ピ硌芯坑胛蟛畛绦虮嘁脲义襄五危慑五
本文编号：2830783
【学位单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TP273;TH122
【部分图文】：
１．２．１多轴运动设备的研究逡逑多轴运动设备的构成一般包括控制机构、驱动机构、机械本体和各种传感器逡逑件［１９］（如图１．１）。机构的整体的性能受很多因素影响，控制器控制系统的合理逡逑性和控制精度。机械结构本体设计精度和装配精度，驱动模块的性能，传感器的逡逑１逡逑
分别设计了对测量误差程序加载前后的龙门机构夹取误差变化的试验，并记录进逡逑行比较，对本文提出的几何误差模型、误差测量方法的正确性等进行验证。逡逑综上所述，可以拟定研宄的技术路线如图１．２所示。逡逑多轴实验台功能及要求调研分析ｊ逡逑实验台工作流程及参数的确定逡逑逦Ｉ邋ｒ逦逡逑实验台总体结构设计逡逑逦古逦＾逦＾逦逡逑／＊■逦■■■逦＾逦￣邋ｎ逦／＊■邋１逡逑龙门Ｚ与l捴岬纳杓棋危绷牛僦岬纳杓棋危绷牛刂岬纳杓棋义狭呕咕擦ρв肽Ｌ治鲥义襄危掊五义辖⑹笛樘ㄎ蟛钅Ｐ途卣筘义襄五澹慑五五义襄危掊邋五义狭呕蛊蕉蟛畈饬垮纹ご硕蟛畈饬垮义希慑五危五澹慑义希殄义鲜菡聿⒆魍寄夂铣珊义希慑义衔蟛畈钩ピ硌芯坑胛蟛畛绦虮嘁脲义襄五危慑五
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