数控机床基础件几何精度在线监测技术研究

发布时间：2020-07-19 05:31

【摘要】：机床在使用过程中,由于受到各种内外界因素影响,机床的基础大件会随着时间而发生变形,导致机床的静态几何精度变差,直接影响着机床本身的加工精度。随着对数控机床精度要求的提高,机床基础大件几何精度的保持性也越来越重要。而分析机床基础大件几何精度保持性最重要的是能够得到机床基础大件的变形。目前对于机床基础大件的变形场研究较少,而对于长期的机床基础大件变形监测研究更是少之又少。故此本文针对以机床的基础大件的变形监测技术进行研究,通过将分布式应变的方法研究机床基础大件的变形,进而研究机床基础大件的几何精度变化,主要的工作包括以下几个方面:本文首先总结了目前机床几何精度传统检测方法,分析了各自的优缺点,介绍了分布式应变监测系统在结构变形监测中的发展情况,总结了目前对于分布式应变监测数据的处理方法和变形计算算法,继而确定了将分布式应变监测技术应用到机床基础大件变形监测中来。对电阻应变式传感器的基本原理、传感特性进行了阐述,介绍了电阻应变片的测量电路以及直角应变花的工作原理。利用平面弯曲假设和多项式拟合的方法,分析了机床立柱、床身、鞍座这三个基础大件的变形,建立了分布式应变与三个基础大件的变形的几何模型,通过端点连线的方法计算了每个基础件的直线度变化。以立式加工中心KVC850M的立柱、床身、鞍座为研究对象,构建了一套可实时监测机床基础件的无线应变监测系统,并在各个机床基础件的表面进行了测点的布置、温度的补偿以及采集频率的设置,实现对机床基础件的实时应变监测。针对长期的监测的应变数据中存在大量的高频噪声和异常点的问题,利用小波分解和重构的方法对应变数据进行了去噪处理,并且对比分析不同小波不同分解层次的去噪的结果,实现对机床基础件的应变监测数据预处理。利用激光干涉仪对立式加工中心KVC850M各轴的直线度误差进行检测,通过对比几何模型计算的变形结果和各个月份直线度误差结果,验证了该方法的可行性和正确性,实现了基于分布式应变的机床基础件几何精度监测,为机床基础大件几何精度监测提供了一种新方法。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG659

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马军旭;赵万华;张根保;;国产数控机床精度保持性分析及研究现状[J];中国机械工程;2015年22期

2 胡敏;余常武;张俊;赵万华;寸花英;袁胜万;;数控机床基础大件精度保持性研究[J];西安交通大学学报;2014年06期

3 胡海军;龚华平;郑紫珊;王楠;杨效;;光纤应变监测系统的数据处理方法研究[J];光学与光电技术;2013年05期

4 韩飞飞;赵继;张雷;赵帼娟;冀世军;;数控机床几何精度综合解析与试验研究[J];机械工程学报;2012年21期

5 吴键;张宇峰;袁慎芳;梁栋;;桥梁健康监测系统的异常数据特征库构建[J];振动.测试与诊断;2012年02期

6 钟卫洲;宋顺成;陈刚;黄西成;黄鹏;;正交各向异性圆柱体在轴压作用下的应力场[J];应用数学和力学;2010年03期

7 李艳;李新娥;裴东兴;;应变测量系统误差分析[J];现代电子技术;2008年24期

8 黄侨;李忠龙;沙学军;徐玉滨;;基于应变式传感器的桥梁无线测试系统的试验[J];同济大学学报(自然科学版);2007年10期

9 郭健;顾正维;孙炳楠;陈勇;;基于小波分析的桥梁健康监测方法[J];工程力学;2006年12期

10 喻言;欧进萍;;结构应变的无线监测及融合技术[J];传感技术学报;2006年04期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 卢伟;基于现场总线的大跨空间结构健康监测系统研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

2 商鹏;基于球杆仪的高速五轴数控机床综合误差建模与检测方法[D];天津大学;2008年

3 任亮;光纤光栅传感技术在结构健康监测中的应用[D];大连理工大学;2008年

4 刘焕牢;数控机床几何误差测量及误差补偿技术的研究[D];华中科技大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前8条

1 徐斌;床身蠕变下滚动直线导轨副的精度保持性研究[D];南京理工大学;2017年

2 韩平;基于分布式应变测量的单室箱梁挠曲变形分布监测研究[D];苏州科技学院;2014年

3 王琴;高速铁路连续弯梁桥光纤光栅结构监测技术研究[D];武汉理工大学;2013年

4 颜永恒;基于分布式光纤的受弯构件变形检测技术研究[D];华中科技大学;2013年

5 张仕明;结构应变监测的无线传感器网络系统关键技术研究[D];重庆大学;2012年

6 张茜;桥梁分布式应变测试系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年

7 王华斌;基于射频技术的无线应变监测系统研究[D];中北大学;2010年

8 贾明;远程结构健康（应变）监测系统的设计与研究[D];南京航空航天大学;2005年

本文编号：2761985