哈庭GX1000三坐标加工中心热误差补偿技术研究

发布时间：2017-10-10 16:38

  本文关键词：哈庭GX1000三坐标加工中心热误差补偿技术研究

  更多相关文章： 热误差 多体系统运动学 几何误差 数控加工中心 热误差补偿

【摘要】：制造业的迅速发展,对提高产品质量和精度的要求日益迫切。以往通过严格控制生产制造环境、增大机床部件的整体刚度、以及提高制造和装配工艺等措施,仍然不能充分满足制造业对高加工精度的需求,那么提高机床自身加工精度的方法就显得尤为重要。在数控机床的各种误差源中,热误差及几何误差为主要误差,所以减少这两项误差是提高机床加工精度的关键。几何误差相对稳定,易于进行误差补偿;热误差补偿技术受环境、工艺等多方面因素影响相对难以攻克,所以,对数控机床热误差的有效补偿,能够提高整体机械制造业的制造水平,并促进科学技术发展,进而增强我国的综合国力。本文研究以多体系统运动学的理论为基础,分析制造环境实际情况,建立数控加工中心误差模型,辨识误差(几何误差和热误差),并提出热误差补偿方法。以北京现代职业技术学院哈挺GX1000三坐标数控加工中心为例,利用多体系统理论建立具体模型、参数辨识,并对其加工过程进行了热误差补偿,验证补偿的有效性。文中利用多体系统的几何描述方法对几何误差建模和多元线性回归方法对热误差建模,进而完成30项误差的辨识,为误差分析提供了一套可行的研究方案。方案中,数控机床热误差建模的方法和测温点优化布置对补偿的效果起着至关重要作用。针对哈挺GX1000数控加工中心开展的热误差补偿分析的研究,经过4个优化测温点数据采集,采用硬件补偿和软件补偿两种方式,实现了热误差补偿。最终数据表明机床进行误差补偿后的精度提高了60%,证明了热误差补偿的有效性。
【关键词】：热误差 多体系统运动学 几何误差 数控加工中心 热误差补偿
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 引言8-9
• 1.2 加工中心热误差补偿技术研究概述9-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 第2章 基于多体系统理论的误差分析研究12-20
• 2.1 多体系统理论基本描述方法12-14
• 2.1.1 多体系统拓扑结构描述及低序体阵列的表达12-14
• 2.1.2 相邻典型体间几何关系描述14
• 2.2 建立典型体运动方程14-18
• 2.2.1 齐次变换矩阵表达两坐标系间位姿关系14-16
• 2.2.2 理想情况下相邻体运动方程建立16
• 2.2.3 理想情况下任意典型体运动方程建立16-17
• 2.2.4 有误差情况下相邻体坐标系建立及几何描述17-18
• 2.2.5 有误差情况下相邻体运动方程建立18
• 2.2.6 有误差情况下任意典型体运动方程建立18
• 2.3 本章小结18-20
• 第3章 哈庭GX1000数控加工中心建模与辨识20-36
• 3.1 哈庭GX1000数控加工中心的结构描述20-21
• 3.2 数控加工中心机床结构模型描述21-22
• 3.3 数控加工中心通用运动模型分析22-23
• 3.4 哈庭GX1000数控加工中心运动误差模型建立23-27
• 3.4.1 数控加工中心多体结构描述23-24
• 3.4.2 加工中心误差建模理论24-27
• 3.5 加工中心热误差建模27-35
• 3.5.1 九线法辨识三坐标机床几何误差29-32
• 3.5.2 加工中心热误差辨识32-35
• 3.6 本章小结35-36
• 第4章 热误差测量和温度数据采集36-52
• 4.1 数控机床热误差的检测36-43
• 4.1.1 双频激光干涉仪的工作原理36-37
• 4.1.2 多普勒效应37
• 4.1.3 双频激光干涉仪基本原理37-38
• 4.1.4 机床热误差的检测实验和步骤38-43
• 4.2 机床温度敏感点处温度值检测43-49
• 4.3 本章小结49-52
• 第5章 热误差硬件和软件补偿52-66
• 5.1 误差实时补偿装置的研制52
• 5.2 数控机床误差补偿法52-54
• 5.3 误差补偿系统54-64
• 5.3.1 补偿系统结构54-57
• 5.3.2 补偿硬件设计57-61
• 5.3.3 补偿器的软件设计61
• 5.3.4 PMC程序设计61-64
• 5.4 热误差补偿结果分析64
• 5.5 本章小结64-66
• 总结66-68
• 参考文献68-71
• 致谢71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 詹友基,乐清洪,贾敏忠;机床误差及其误差补偿技术[J];福建工程学院学报;2004年04期

2 陈育荣,王维志,黄永平,黄凯,王亚珍;误差补偿技术在高精度滚刀加工中的应用[J];合肥工业大学学报(自然科学版);1999年05期

3 王振禄;张九娥;;误差补偿技术在可持续制造中的应用[J];精密制造与自动化;2009年01期

4 张新运;王小翠;李蔚;;车削加工误差补偿技术的研究[J];西安工程大学学报;2009年04期

5 刘又午,章青,王国锋,盛伯浩,赵宏林;数控机床误差补偿技术及应用发展动态及展望[J];制造技术与机床;1998年12期

6 贾敏忠,詹友基;机床几何误差和运动误差及其误差补偿技术[J];机电技术;2004年02期

7 刘勇军;董慧敏;张英;;数控机床导轨变形误差补偿技术研究[J];机床与液压;2013年07期

8 郭敬滨,赵英剑,张国雄;非刚体模型仪器的误差补偿技术[J];计量技术;1999年12期

9 刘宏,李尚政,张日升;基于车削加工工件测量的误差补偿技术[J];现代制造工程;2003年12期

10 刘宏,李尚政,张日升;基于车削加工工件测量的误差补偿技术[J];航空精密制造技术;2004年02期

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;数控机床误差补偿技术的应用[N];科技日报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 许强;复杂曲面加工中区域分割与机床误差补偿技术[D];大连理工大学;2015年

2 莫翔;基于在机检测的叶片加工误差补偿技术研究[D];北京交通大学;2016年

3 张宝刚;数控机床关键部件的热误差补偿技术研究[D];河北工程大学;2016年

4 王爱博;钛合金微米级车削刀具磨损识别及加工误差补偿技术研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

5 王正杰;TK6916重型落地铣镗床热特性优化与热误差补偿技术研究[D];电子科技大学;2016年

6 吴志刚;XK2745重型龙门铣床热误差补偿技术研究[D];湖南大学;2015年

7 柏衡;面向机身大部件复合加工机床的误差补偿技术研究[D];南京航空航天大学;2016年

8 徐宝申;哈庭GX1000三坐标加工中心热误差补偿技术研究[D];北京工业大学;2015年

9 王华峰;加工中心误差补偿技术的研究[D];浙江工业大学;2009年

10 寇植达;基于误差补偿技术的高精度数控分度头的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

，

本文编号：1007465