基于五轴机床自带测头的旋转轴静止误差测量研究

发布时间：2017-05-01 17:00

  本文关键词：基于五轴机床自带测头的旋转轴静止误差测量研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：机床是一个国家制造业水平的象征,它在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平状况。对于五轴数控机床而言,对直线轴误差的研究已经趋于成熟,现在影响五轴数控机床加工精度的重要因素是旋转轴的误差,所以本论文重点研究的是五轴数控机床旋转轴静止误差的建模与测量。根据五轴数控机床的运动传递关系采用齐次坐标变换矩阵建立误差综合模型。然后基于已有的双转台五轴数控机床旋转轴静止误差的测量方法,提出其它两种类型的五轴数控机床——摆头转台五轴数控机床和双摆头五轴数控机床旋转轴静止误差的测量方法。这三种类型的五轴数控机床旋转轴静止误差的测量,都是利用有静止误差和没有静止误差时坐标值变化的对比,推导出每种测量模式下各旋转轴静止误差和坐标值之间的关系式。不同类型的旋转轴静止误差值对实际输出坐标值的影响不同,位置误差导致坐标系的偏移,角度误差导致坐标系的旋转。根据这个原理,可以分别对单项位置误差和单项角度误差分析,建立起它们与输出坐标值的影响,然后再综合分析所有静止误差对实际输出坐标值之间的关系式。在测量过程中,用到的测量工具是测头和量块。测头简单易操作,应用广泛,且价格不高。量块是具有高精度的量具,为了便于几何关系的理解和计算的简便,量块要放在特殊的位置,其上表面中心点要在X轴或者Y轴上。在测量摆头转台五轴数控机床和双摆头五轴数控机床静止误差的时候,除了正常角度加入静止误差时的坐标值的测量,还提出了特殊角度加入静止误差时坐标值的测量方法。基于上述的理论分析与仿真,利用三维仿真软件对五轴数控机床加入不同数值的静止误差,验证了所提出的建模、测量、辨识等方法的有效性。
【关键词】：五轴数控机床 误差综合模型 静止误差 测头 量块
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-10
• 1.3 本文的主要研究内容10-12
• 第2章 双转台五轴机床旋转轴静止误差的测量研究12-27
• 2.1 测量原理12-16
• 2.2 测量过程16-18
• 2.3 旋转矩阵18-20
• 2.4 双转台五轴数控机床静止误差的测量研究20-26
• 2.4.1 双转台五轴数控机床误差综合模型的建立20-22
• 2.4.2 单项位置误差分析22
• 2.4.3 单项角度误差分析22-23
• 2.4.4 误差的测量模式及各个误差的测量23-26
• 2.5 本章小结26-27
• 第3章 摆头转台五轴机床旋转轴静止误差的测量研究27-41
• 3.1 摆头转台五轴数控机床运动链27-28
• 3.2 摆头转台五轴数控机床误差综合模型的建立28-32
• 3.3 摆头侧静止误差的测量32-37
• 3.3.1 摆头侧单项位置误差分析32
• 3.3.2 摆头侧单项角度误差分析32-33
• 3.3.3 摆头侧B轴的测量模式及各个误差的测量33-37
• 3.4 工件侧静止误差的测量37-40
• 3.4.1 工件侧单项位置误差分析37
• 3.4.2 工件侧单项角度误差分析37-38
• 3.4.3 工件侧C轴误差的测量模式及各个误差的测量38-40
• 3.5 本章小结40-41
• 第4章 双摆头五轴机床旋转轴静止误差的测量研究41-48
• 4.1 双摆头五轴数控机床误差综合模型的建立41-43
• 4.2 双摆头五轴数控机床静止误差的测量43-47
• 4.2.1 单项位置误差分析43-44
• 4.2.2 单项角度误差分析44-45
• 4.2.3 双摆头五轴数控机床静止误差的测量45-47
• 4.3 本章小结47-48
• 第5章 五轴数控机床误差测量与辨识的仿真验证48-60
• 5.1 三维仿真软件简介48-50
• 5.2 双转台五轴数控机床误差的辨识50-52
• 5.3 摆头转台五轴数控机床静止误差的测量与辨识52-57
• 5.3.1 摆头侧单项静止误差的辨识52-54
• 5.3.2 工件侧单项静止误差的仿真验证54-55
• 5.3.3 摆头侧综合误差的仿真验证55-56
• 5.3.4 工件侧综合误差的仿真验证56-57
• 5.4 双摆头数控机床旋转轴静止误差的仿真验证57-59
• 5.5 本章小结59-60
• 结论60-61
• 参考文献61-66
• 致谢66

【参考文献】

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1 刘又午,刘丽冰,赵小松,章青,王树新;数控机床误差补偿技术研究[J];中国机械工程;1998年12期

  本文关键词：基于五轴机床自带测头的旋转轴静止误差测量研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：339267