精密加工机床主轴回转误差实时测量技术研究
发布时间：2020-12-28 05:12
主轴是数控机床、高速加工机床和加工中心等精密加工装备的核心部件,其精度直接影响工件加工质量。通过主轴回转误差测量,技术人员能对机床主轴的工作精度进行分析、预测和补偿控制,从而提高工件加工精度。因此,研究精密机床主轴回转误差的测量技术具有重要意义。本论文主要研究内容包括:1)设计主轴回转误差测量方案本论文对主轴三种误差类型—径向回转误差、倾角回转误差和轴向回转误差进行了理论分析,设计了五通道传感器测量方案。对于径向回转误差的测量,采用傅立叶变换和数理统计法误差分离技术;倾角回转误差计算则利用最小二乘圆拟合法;轴向回转误差采用数理统计误差分离技术;并对以上三种误差算法进行了数学建模。2)主轴回转误差测量方法的仿真分析基于MATLAB软件开发平台,开发了主轴回转误差测量仿真软件系统,重点对径向回转误差测量方法进行了仿真分析,讨论了误差分离效果。基于LabVIEW软件开发平台,开发了模拟主轴回转误差测量实验软件系统。3)搭建了主轴回转误差实时测量装置搭建了包括空气静压主轴、NI数据采集卡和电容型精密位移传感器等设备的硬件测量系统;开发了包括数据采集、滤波、分析处理等功能的软件系统。4)主轴回转...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２轴向运动误差对加工精度影响示意图??如图１．２所示，在加工工件端面时，若主轴存在轴向回转误差，那么就使得端??
图１．４径向回转误差对车外圆精度的影响??１．３．３倾角回转误差对加工精度的影响??如图１．５所示，在车外圆时，若主轴仅存在倾角回转误差，取二维平面（ＸＯＹ）??为例，实际回转中心线⑶和。：＾有一个夹角久则实际加工后的工件不再是圆柱??面，而是锥面；同理，在镗孔时，呈现的孔将是椭圆形的Ｗ。??二－－－一飞?一－－一－?个?Ｙ??＼?￣?１?一－一－一??Ｉ?丨?Ｊ－一一－一一?—?〇?Ｘ??了一?＾二二一—??一－一一?〇１?＼■一二：?－Ｊ??｝?Ｔ?Ｄ??车刀??二一一??图１．５倾角回转误差对车外圆精度的影响??综上所述，轴向回转误差虽然不对加工零件产生圆度误差，但会影响零件端面??的加工精度，尤其是加工螺纹时，会使导程产生周期误差。径向回转误差则影响了??加工零件的圆度误差和粗糙度。倾角回转误差对零件的端面、圆轮廓加工和测量都??有影响，如在车外圆时会产生锥面。根据几何知识可知，倾角回转误差产生的最大??误差位于角度摆动半径最大位置——轴的某一端。??１．４课题的国内外研究现状??国内外众多研宄人员对精密主轴的测量方法、误差分离和测量技术等进行了??长期的研究，并取得了一定的成果。??在十九世纪初时，机床精度并不高，测量设备也比较简陋。一
图１．５倾角回转误差对车外圆精度的影响??综上所述，轴向回转误差虽然不对加工零件产生圆度误差，但会影响零件端面??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计[J]. 周继昆,张荣,张毅,凌明祥. 计算机测量与控制. 2015(08)
[2]机床主轴回转精度的CCD测量系统[J]. 王卫东,翟超,陈柯. 计量学报. 2006(01)
[3]最小区域法评定圆度误差的快速精确实现方法[J]. 范淑果,何改云,郝宏伟. 工具技术. 2005(03)
[4]LabVIEW中利用LabSQL对数据库访问技术的探讨[J]. 秘晓元,张彦斌,薛德庆,王洪波. 自动化与仪器仪表. 2004(06)
[5]机床主轴回转误差对加工精度的影响[J]. 周菲,王庆军. 煤矿现代化. 2002(05)
[6]精确的时域三点法圆度误差分离技术[J]. 洪迈生,邓宗煌,陈健强,大园成夫. 上海交通大学学报. 2000(10)
[7]高精度测量回转运动误差的新方法[J]. 万德安,刘海江. 同济大学学报(自然科学版). 1999(03)
[8]回转误差精确测试与特征评定值[J]. 石世宏,傅戈雁. 计量学报. 1997(02)
[9]主轴回转精度测量方法与分析[J]. 王双忠,梁立民. 山西矿业学院学报. 1996(02)
[10]高精度主轴回转精度的测试与研究[J]. 景岗,张立平,张思矩,陈尔昌,陈日曜. 制造技术与机床. 1996(06)
硕士论文
[1]超精密车床主轴回转误差测试系统的研究[D]. 王世良.哈尔滨工业大学 2016
[2]LabVIEW在多通道数据采集系统中的应用研究[D]. 何俊伟.华南理工大学 2012
[3]基于频域三点法的主轴回转误差测量方法与应用研究[D]. 黄建建.广东工业大学 2011
[4]基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法研究[D]. 黄斌.浙江大学 2008
[5]超精密主轴回转精度测试研究[D]. 刘敏.哈尔滨工业大学 2007
[6]高速高精密主轴回转误差在线动态测试技术研究[D]. 王少蘅.广东工业大学 2006
[7]磁浮主轴回转精度的测试[D]. 方海燕.西安理工大学 2000
本文编号：2943181
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：93 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２轴向运动误差对加工精度影响示意图??如图１．２所示，在加工工件端面时，若主轴存在轴向回转误差，那么就使得端??
图１．４径向回转误差对车外圆精度的影响??１．３．３倾角回转误差对加工精度的影响??如图１．５所示，在车外圆时，若主轴仅存在倾角回转误差，取二维平面（ＸＯＹ）??为例，实际回转中心线⑶和。：＾有一个夹角久则实际加工后的工件不再是圆柱??面，而是锥面；同理，在镗孔时，呈现的孔将是椭圆形的Ｗ。??二－－－一飞?一－－一－?个?Ｙ??＼?￣?１?一－一－一??Ｉ?丨?Ｊ－一一－一一?—?〇?Ｘ??了一?＾二二一—??一－一一?〇１?＼■一二：?－Ｊ??｝?Ｔ?Ｄ??车刀??二一一??图１．５倾角回转误差对车外圆精度的影响??综上所述，轴向回转误差虽然不对加工零件产生圆度误差，但会影响零件端面??的加工精度，尤其是加工螺纹时，会使导程产生周期误差。径向回转误差则影响了??加工零件的圆度误差和粗糙度。倾角回转误差对零件的端面、圆轮廓加工和测量都??有影响，如在车外圆时会产生锥面。根据几何知识可知，倾角回转误差产生的最大??误差位于角度摆动半径最大位置——轴的某一端。??１．４课题的国内外研究现状??国内外众多研宄人员对精密主轴的测量方法、误差分离和测量技术等进行了??长期的研究，并取得了一定的成果。??在十九世纪初时，机床精度并不高，测量设备也比较简陋。一
图１．５倾角回转误差对车外圆精度的影响??综上所述，轴向回转误差虽然不对加工零件产生圆度误差，但会影响零件端面??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PXI的空气主轴回转及倾角误差测试系统设计[J]. 周继昆,张荣,张毅,凌明祥. 计算机测量与控制. 2015(08)
[2]机床主轴回转精度的CCD测量系统[J]. 王卫东,翟超,陈柯. 计量学报. 2006(01)
[3]最小区域法评定圆度误差的快速精确实现方法[J]. 范淑果,何改云,郝宏伟. 工具技术. 2005(03)
[4]LabVIEW中利用LabSQL对数据库访问技术的探讨[J]. 秘晓元,张彦斌,薛德庆,王洪波. 自动化与仪器仪表. 2004(06)
[5]机床主轴回转误差对加工精度的影响[J]. 周菲,王庆军. 煤矿现代化. 2002(05)
[6]精确的时域三点法圆度误差分离技术[J]. 洪迈生,邓宗煌,陈健强,大园成夫. 上海交通大学学报. 2000(10)
[7]高精度测量回转运动误差的新方法[J]. 万德安,刘海江. 同济大学学报(自然科学版). 1999(03)
[8]回转误差精确测试与特征评定值[J]. 石世宏,傅戈雁. 计量学报. 1997(02)
[9]主轴回转精度测量方法与分析[J]. 王双忠,梁立民. 山西矿业学院学报. 1996(02)
[10]高精度主轴回转精度的测试与研究[J]. 景岗,张立平,张思矩,陈尔昌,陈日曜. 制造技术与机床. 1996(06)
硕士论文
[1]超精密车床主轴回转误差测试系统的研究[D]. 王世良.哈尔滨工业大学 2016
[2]LabVIEW在多通道数据采集系统中的应用研究[D]. 何俊伟.华南理工大学 2012
[3]基于频域三点法的主轴回转误差测量方法与应用研究[D]. 黄建建.广东工业大学 2011
[4]基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法研究[D]. 黄斌.浙江大学 2008
[5]超精密主轴回转精度测试研究[D]. 刘敏.哈尔滨工业大学 2007
[6]高速高精密主轴回转误差在线动态测试技术研究[D]. 王少蘅.广东工业大学 2006
[7]磁浮主轴回转精度的测试[D]. 方海燕.西安理工大学 2000
本文编号：2943181
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