基于测头的五轴机床旋转轴静态几何误差测量
发布时间：2021-04-08 14:37
机床是制造机器的机器,加工母机。机床的精密程度是其他机器精密程度的基础,在一定程度上影响工业水平的提高。五轴数控机床广泛应用在对加工精密程度有较高要求的领域,五轴数控机床的直线轴误差研究、应用已经比较成熟,现在五轴数控机床误差的主要来源是旋转轴的误差,所以本文重点研究五轴数控机床旋转轴静态几何误差的建模和测量。定义五轴机床各旋转轴静态几何误差,旋转轴的各项静态几何误差对实际输出坐标值影响不同,建立旋转轴各项误差跟实际坐标值变动之间的关系。综合各项静态几何误差,根据几何关系设计各旋转轴静态几何误差辨识算法,将五轴机床分为旋转轴在工件侧和旋转轴在刀具侧两种,分别根据其特点设计辨识算法,辨识旋转轴静态几何误差。在测量中,用到的测量仪器是触碰式测头和标准球,测头是很多五轴机床的标准配置,操作简单、精度高、应用广泛;标准球是高精度球体,球体具有优良的几何性质,测量位置自由,便于实施辨识算法所要求的测量。结合测头和标准球的特点规划测头测量标准球的路径。根据五轴数控机床的布置形式,各轴的运动关系,采用齐次坐标变换矩阵建立机床运动学模型。基于机床模型,设计五轴机床旋转轴静态几何误差测量路径规划。在使用...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球杆仪测量误差
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1.2 国内外研究现状研究误差时，若将所有的误差项都建立在误差模型中，各误差项耦合在一起，误差辨识会很困难，为简化研究过程，在建立数学模型时不可避免地要简化实体结构，减少误差项。因此误差建模并不是完整将地实际机床的所有误差项都建立在一个模型里，而是简化实体模型，只添加研究的误差项，减少其他因素的影响。依据这个简化的误差模型，研究假设的误差项，测量取得相应数据，辨识算法辨识出机床各项误差，后续在实际中将各误差项补偿到控制系统中，提高机床的精度。国外对机床静态几何误差的研究现在主要方法有：基于球杆仪的方法，用雅可比矩阵将刀尖点的位姿映射到每个轴的运动量，设计特殊的路径，五轴联动辨识五轴机床的直线轴和旋转轴的所有静态几何误差，但在辨识结果里耦合了动态几何误差、控制误差等其他误差。
[42]双摆头五轴机床两个旋转轴都布置在刀具侧，双摆头五轴机床也有很多种形式，如图2-1 c)是 AB 双摆头五轴数控机床。 AB 双摆头五轴机床两旋转轴可转动范围都比较小。2.1.2 五轴机床旋转轴静态几何误差定义旋转轴理想位置跟实际位置存在偏差，这个偏差是多个子偏差耦合的结果，要辨识此偏差，需定义组成此偏差的各个分量。不同形式的五轴机床旋转轴布置不同，但旋转轴误差的定义相同，下面就分别定义五轴机床 A、 B 、 C 各旋转轴存在的各项静态几何误差。实际A轴方向A z，A yX理想A轴方向A zx A ，YZ1z 1y1xO图 2-2 A轴静态几何误差如图2-2所示， A轴的理想方向与 X 轴的方向相同，但实际 A轴的方向如图2-2所示与 X 轴的方向存在一个夹角
【参考文献】：
期刊论文
[1]五轴数控机床空间误差测量、建模与补偿技术研究[J]. 项四通,杨建国,Yusuf Altintas,杜正春. 机械工程学报. 2018(04)
[2]基于五轴机床旋转干涉的旋转路径优化算法[J]. 周康. 组合机床与自动化加工技术. 2017(11)
[3]基于尺度效应的介观尺度零件多工位制造误差建模与分析[J]. 余璐云,焦黎,王西彬,张臣宏,高守锋. 计算机集成制造系统. 2015(04)
[4]超精密机床研究现状与展望[J]. 梁迎春,陈国达,孙雅洲,陈家轩,陈万群,于楠. 哈尔滨工业大学学报. 2014(05)
[5]数控机床误差补偿技术现状与展望[J]. 杨建国. 航空制造技术. 2012(05)
[6]激光跟踪仪在机床误差测量与分析中的应用[J]. 肖剑,郭宝安. 机械工程师. 2011(10)
[7]基于12线法的数控机床几何误差测量辨识研究[J]. 李耀明,杨星钊,沈兴全,王爱玲. 河南理工大学学报(自然科学版). 2009(05)
[8]加工中心的几何误差和热误差综合补偿模型[J]. 杨建国,许黎明,刘行,李勇,李启斌,王嵘,潘志宏. 计量学报. 2001(02)
[9]数控机床误差补偿技术研究[J]. 刘又午,刘丽冰,赵小松,章青,王树新. 中国机械工程. 1998(12)
博士论文
[1]数控机床综合几何误差的建模及补偿研究[D]. 李小力.华中科技大学 2006
[2]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]基于零件精度的超精密五轴机床误差建模与灵敏度分析[D]. 徐立勋.哈尔滨工业大学 2017
[2]五轴数控机床几何误差建模及补偿的研究[D]. 王宗鹏.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于五轴机床自带测头的旋转轴静止误差测量研究[D]. 刘慧娟.哈尔滨工业大学 2016
[4]通用双摆头五轴数控机床后置处理技术研究[D]. 邱周静子.哈尔滨工业大学 2014
[5]五轴数控机床误差综合建模与测量技术[D]. 凡志磊.上海交通大学 2011
本文编号：3125740
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球杆仪测量误差
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文1.2 国内外研究现状研究误差时，若将所有的误差项都建立在误差模型中，各误差项耦合在一起，误差辨识会很困难，为简化研究过程，在建立数学模型时不可避免地要简化实体结构，减少误差项。因此误差建模并不是完整将地实际机床的所有误差项都建立在一个模型里，而是简化实体模型，只添加研究的误差项，减少其他因素的影响。依据这个简化的误差模型，研究假设的误差项，测量取得相应数据，辨识算法辨识出机床各项误差，后续在实际中将各误差项补偿到控制系统中，提高机床的精度。国外对机床静态几何误差的研究现在主要方法有：基于球杆仪的方法，用雅可比矩阵将刀尖点的位姿映射到每个轴的运动量，设计特殊的路径，五轴联动辨识五轴机床的直线轴和旋转轴的所有静态几何误差，但在辨识结果里耦合了动态几何误差、控制误差等其他误差。
[42]双摆头五轴机床两个旋转轴都布置在刀具侧，双摆头五轴机床也有很多种形式，如图2-1 c)是 AB 双摆头五轴数控机床。 AB 双摆头五轴机床两旋转轴可转动范围都比较小。2.1.2 五轴机床旋转轴静态几何误差定义旋转轴理想位置跟实际位置存在偏差，这个偏差是多个子偏差耦合的结果，要辨识此偏差，需定义组成此偏差的各个分量。不同形式的五轴机床旋转轴布置不同，但旋转轴误差的定义相同，下面就分别定义五轴机床 A、 B 、 C 各旋转轴存在的各项静态几何误差。实际A轴方向A z，A yX理想A轴方向A zx A ，YZ1z 1y1xO图 2-2 A轴静态几何误差如图2-2所示， A轴的理想方向与 X 轴的方向相同，但实际 A轴的方向如图2-2所示与 X 轴的方向存在一个夹角
【参考文献】：
期刊论文
[1]五轴数控机床空间误差测量、建模与补偿技术研究[J]. 项四通,杨建国,Yusuf Altintas,杜正春. 机械工程学报. 2018(04)
[2]基于五轴机床旋转干涉的旋转路径优化算法[J]. 周康. 组合机床与自动化加工技术. 2017(11)
[3]基于尺度效应的介观尺度零件多工位制造误差建模与分析[J]. 余璐云,焦黎,王西彬,张臣宏,高守锋. 计算机集成制造系统. 2015(04)
[4]超精密机床研究现状与展望[J]. 梁迎春,陈国达,孙雅洲,陈家轩,陈万群,于楠. 哈尔滨工业大学学报. 2014(05)
[5]数控机床误差补偿技术现状与展望[J]. 杨建国. 航空制造技术. 2012(05)
[6]激光跟踪仪在机床误差测量与分析中的应用[J]. 肖剑,郭宝安. 机械工程师. 2011(10)
[7]基于12线法的数控机床几何误差测量辨识研究[J]. 李耀明,杨星钊,沈兴全,王爱玲. 河南理工大学学报(自然科学版). 2009(05)
[8]加工中心的几何误差和热误差综合补偿模型[J]. 杨建国,许黎明,刘行,李勇,李启斌,王嵘,潘志宏. 计量学报. 2001(02)
[9]数控机床误差补偿技术研究[J]. 刘又午,刘丽冰,赵小松,章青,王树新. 中国机械工程. 1998(12)
博士论文
[1]数控机床综合几何误差的建模及补偿研究[D]. 李小力.华中科技大学 2006
[2]数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 杨建国.上海交通大学 1998
硕士论文
[1]基于零件精度的超精密五轴机床误差建模与灵敏度分析[D]. 徐立勋.哈尔滨工业大学 2017
[2]五轴数控机床几何误差建模及补偿的研究[D]. 王宗鹏.哈尔滨工业大学 2016
[3]基于五轴机床自带测头的旋转轴静止误差测量研究[D]. 刘慧娟.哈尔滨工业大学 2016
[4]通用双摆头五轴数控机床后置处理技术研究[D]. 邱周静子.哈尔滨工业大学 2014
[5]五轴数控机床误差综合建模与测量技术[D]. 凡志磊.上海交通大学 2011
本文编号：3125740
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