数控机床复合误差补偿模型研究

发布时间：2017-10-01 02:27

  本文关键词：数控机床复合误差补偿模型研究

  更多相关文章： 数控机床 几何误差 热误差 复合误差补偿 建模

【摘要】：数控机床在加工过程中由于加工系统内部及外部各种因素影响而产生加工误差,在机床的各种误差源中,几何误差、热误差占机床总误差的绝大部分。数控机床不断朝着高速高精度发展,而机床几何误差和热误差随着机床精度的提高对其影响也越来越大,在机床加工误差中所占的比例也随之增高,因此对数控机床几何与热复合误差进行补偿对提高机床精度而言至关重要。本文在前人对数控机床热误差与几何误差的测量、建模及补偿技术研究的基础上做了进一步的探索。主要内容如下:(1)阐述本课题的研究意义,对国内外误差补偿技术的现状进行分析,说明本文研究的重点内容。(2)介绍了机床几何误差和热误差的定义及二者产生的因素,分析了误差补偿法与误差防止法的优缺点;对常用的机床误差补偿建模方法进行对比,分析各方法的优缺点;确定本文采用多元线性回归方法对机床的热误差建立补偿模型,并基于多项式曲面拟合方法来对机床的几何与热复合误差建立补偿模型。(3)研究数控机床热变形的关键技术:测温点的选择和热误差模型的建立。首先对数控机床的结构特点和发热热源进行分析;其次,确定机床测温点,获得温度与误差数据;最后,介绍了多元线性回归方法的原理,利用该方法建立机床热误差补偿模型。(4)对机床在不同温度条件下的定位误差进行检测,对数据进行处理,获得机床的温度变化曲线以及机床定位误差的热变化曲线。应用概率统计方法对机床在同一位置同一温度下机床误差数据进行分析,提出了用于补偿建模时机床误差数据的确定方法。(5)对不同温度下机床定位误差的预测提出了简单插补法、曲线拟合法和曲面拟合法,最后基于多项式曲面拟合理论建立了机床X向几何与热复合误差模型。
【关键词】：数控机床 几何误差 热误差 复合误差补偿 建模
【学位授予单位】：天津职业技术师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG659
【目录】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 数控机床误差补偿研究的意义8-9
• 1.2 国内外数控机床误差补偿技术的研究现状9-12
• 1.2.1 国内研究现状9-10
• 1.2.2 国外研究现状10-12
• 1.3 本文的主要研究内容12-13
• 第2章 数控机床误差分析与补偿模型研究13-21
• 2.1 引言13
• 2.2 机床误差的定义13-14
• 2.3 机床误差产生的主要因素14-17
• 2.3.1 几何误差的产生因素14-16
• 2.3.2 热误差的产生因素16-17
• 2.4 减小误差的方法及补偿模型研究17-20
• 2.4.1 误差防止法17-18
• 2.4.2 误差补偿法18
• 2.4.3 误差补偿模型研究18-20
• 2.5 小结20-21
• 第3章 数控机床热误差补偿模型的建立21-33
• 3.1 引言21
• 3.2 数控机床的结构特点与热源分析21-24
• 3.2.1 数控机床的结构特点21-22
• 3.2.2 数控机床的热源分析22-23
• 3.2.3 热误差自由度分解23-24
• 3.3 热误差实验数据分析24-28
• 3.3.1 温度敏感点筛选24-26
• 3.3.2 机床热误差数据分析26-28
• 3.4 补偿模型的建立28-32
• 3.4.1 多元线性回归建模方法28-30
• 3.4.2 热误差补偿模型的建立30-32
• 3.5 小结32-33
• 第4章 不同温度条件下机床定位误差的分析33-38
• 4.1 引言33
• 4.2 不同温度下机床定位误差的获取33-34
• 4.3 不同温度下机床定位误差分析34-37
• 4.3.1 机床温度变化曲线34-35
• 4.3.2 机床定位误差的热变化35-37
• 4.4 小结37-38
• 第5章 数控机床几何与热复合误差补偿模型的建立38-52
• 5.1 引言38
• 5.2 数控机床复合误差补偿模型的建立38-48
• 5.2.1 不同温度下机床定位误差的计算方法38-40
• 5.2.2 机床几何与热复合误差补偿模型的建立40-48
• 5.3 数控机床几何与热复合误差补偿结果分析48-51
• 5.4 小结51-52
• 第6章 总结与展望52-54
• 6.1 总结52
• 6.2 展望52-54
• 参考文献54-58
• 致谢58-59
• 申请学位期间的研究成果及发表的学术论文59

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本文编号：951828