基于顺次多边法的重型机床几何误差检测方法研究

发布时间：2023-02-08 21:07

　　重型机床作为大尺寸零件加工设备,主要为国防、航空航天、能源等国家重点领域服务,其精度决定了大型零件的加工精度。由于重型机床几何误差检测时的测量点数多,引起的测量误差大。因此,找到一种高精度、高效率的几何误差检测方法对提高重型机床的加工精度具有重要意义。激光跟踪仪的顺次多边法作为一种能够快速、准确检测大尺寸空间误差的测量方法,广泛应用于重型机床的几何误差检测中。但目前顺次多边法没有考虑重型机床大尺寸的结构特点,实际应用中测量误差较大。为解决上述问题,本文针对顺次多边法的检测算法和站位布局进行了研究,通过改进检测算法和优化站位布局提高重型机床几何误差的检测精度。根据重型机床直线轴和旋转轴的结构特点,通过齐次坐标变换矩阵建立几何误差辨识算法,得到了机床空间误差和几何误差之间的关系,再基于顺次多边法建立了空间误差检测算法。考虑到重型机床大尺寸的工作空间,机床重复性误差和激光跟踪仪测长误差较大,导致求解空间误差过程中产生较大误差。针对上述问题,基于Tikhonov正则化建立了重型机床空间误差检测改进算法,通过Monte Carlo方法对比算法改进前后的平均空间误差和不确定度,验证了改进算法的合理...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题的来源及研究背景和意义
        1.1.1 课题的来源
        1.1.2 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 机床几何误差检测方法研究现状
        1.2.2 机床空间误差检测方法研究现状
    1.3 目前存在的问题及不足
    1.4 本文的主要研究内容
第2章 重型机床顺次多边法几何误差检测算法
    2.1 引言
    2.2 基于空间坐标检测的几何误差辨识算法
        2.2.1 机床直线轴几何误差的辨识算法
        2.2.2 机床旋转轴几何误差的辨识算法
        2.2.3 机床垂直度误差检测算法
    2.3 顺次多边法空间误差检测算法
        2.3.1 机床直线轴空间误差的检测算法
        2.3.2 机床旋转轴空间误差的检测算法
    2.4 重型机床空间误差检测改进算法
        2.4.1 基于Tikhonov正则化的改进算法
        2.4.2 重型机床直线轴改进算法仿真验证
        2.4.3 重型机床旋转轴改进算法仿真验证
    2.5 本章小结
第3章 重型机床顺次多边法测量系统站位布局优化
    3.1 引言
    3.2 站位优化的目标函数
        3.2.1 误差放大因子
        3.2.2 直线轴站位优化约束条件
        3.2.3 旋转轴站位优化约束条件
    3.3 站位优化准确性评价
        3.3.1 直线轴站位优化准确性评价
        3.3.2 旋转轴站位优化准确性评价
    3.4 站位优化布局鲁棒性验证
        3.4.1 直线轴站位优化布局鲁棒性验证
        3.4.2 旋转轴站位优化布局鲁棒性验证
    3.5 本章小结
第4章 重型机床几何误差检测方法实验验证
    4.1 引言
    4.2 顺次多边法精度验证实验
    4.3 重型落地铣镗床几何误差检测实验
        4.3.1 基于顺次多边法的重型落地铣镗床几何误差检测
        4.3.2 SP几何误差测量仪直接测量法对比验证
    4.4 立式车铣复合加工中心转台几何误差检测实验
        4.4.1 基于顺次多边法的立式车铣复合加工中心转台几何误差检测
        4.4.2 激光干涉仪直接测量法对比验证
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3738373