机床旋转轴几何误差测量与补偿技术研究

发布时间：2021-04-08 13:56

　　随着精密加工技术的广泛应用,数控机床旋转轴的误差和精度日益受到人们的关注。误差补偿法将补偿值直接叠加到数控机床运动轴上,从而消除或减小机床误差值,是目前提升机床精度的常用方法。本文以数控机床旋转轴为研究对象,对其进行了几何误差测量与补偿研究。本论文的主要研究内容如下:（1）机床旋转轴误差形成机理分析。分析旋转轴误差源,归纳机床旋转轴几何误差元素并用符号进行表示,根据多体系统运动学方法对机床拓扑结构的描述和齐次坐标变换矩阵对相邻体之间位姿关系的表达,分析了机床旋转轴误差对机床运动过程中刀具相对于工件位置和姿态偏差的影响;（2）机床旋转轴几何误差测量技术研究。利用角摆检查仪测量旋转轴的转角定位误差,根据球杆仪测量原理,针对水平转台C轴,结合球杆仪径向、轴向和锥形安装三种测量模式辨识了C轴其余几何误差,并将测量杆长值通过最小二乘拟合消除了球杆仪安装误差。针对摆动轴B轴,结合摆动轴三种不同摆长测量模式和球杆仪沿三个轴向组合安装的方法,辨识了B轴其余几何误差;（3）机床旋转轴几何误差补偿技术研究。通过对机床运动轴逆运动学计算分析,研究了旋转轴误差补偿方法。针对旋转轴几何误差测量的不连续性,研究了... 

【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

论文总体框架

2.1 旋转轴几何误差元素表示及其含义常见的五轴数控机床一般由三个直线轴和两个旋转轴组合而成，旋转轴根据其在机床上安装形式的不同可以分为摆动轴、俯摆台、垂直转台和水平转台四种常见类型，五轴机床的结构形式按照旋转轴分布的不同位置主要分为以下三种：第一种是两个旋转轴都安装在主轴上的双摆动头结构（RRTTT）、第二种是两个旋转轴分别安装在主轴和工作台上的的摆头回转混合结构（RTTTR）、第三种是旋转轴都安装在工作台上的双回转结构（TTTRR）。字母“T”代表直线轴，可以沿 X、Y 和 Z 轴三个方向移动，字母“R”代表回转轴，可以绕 X、Y 和 Z 轴转动。如下图 2.1 所示，分别展示了上面所述的三种结构类型五轴数控机床的典型结构，a）表示 BC 型双摆头结构，b）表示 AC 型摆头回转混合结构，c）表示 AC 型双回转结构。

中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论在运动过程中，由于轴承的径向跳动、运动轴的、热变形和力变形等多种因素的影响，旋转轴在想情况有差别，将会在 X、Y 和 Z 三个方向产生 r 为例，在转动过程中会产生 6 项几何误差，包括一个位移误差 ()x c、沿 Y 轴方向有一个位移误差误差 (c)z ；绕三个直线轴轴向转动的转角误差转角误差 ()x c、绕着 Y 轴向转动而产生的一个而产生的一转角个误差 (c)z 。在上述误差元素差方向，上标 和 分别表示平动误差和转角误是由 C 轴运动引起的。C 轴的六项误差如图 2.2


本文编号：3125682