五轴数控机床误差建模分析

发布时间：2017-03-17 11:06

  本文关键词：五轴数控机床误差建模分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：现阶段，对于大型螺旋锥齿轮数控机床的设计开发，国内还存在许多困难，对于重型数控机床，误差统计样本有限，目前用数理统计的方法对精度研究还是非常少。本文通过建立大型螺旋锥齿轮数控机床的加工精度模型，对机床的精度保持性进行研究，为机床的设计和维护周期提供理论参考数据。 本论文依据多体系统理论，对大型螺旋锥齿轮数控机床精度进行建模，并重点在数控机床的误差分析、误差检定、运动副磨损量与加工精度的关系及加工精度保持性等方面开展研究。通过理论建立的加工精度模型，计算出理论误差值，与误差检定出的误差值进行比较，从而提高机床加工精度。 本论文利用两种方法进行误差测量与识别：第一种是利用检具、数字式电感测微仪等设备，对机床误差项进行直接测量，包括直线度误差、垂直度误差、位置误差等误差项；第二种是利用九线测量法对该机床误差进行间接测量，辨识出第一种方法不方便测量出的误差项。 针对该机床X轴滑块运动副、Z轴立柱运动副和Z轴滑块运动副磨损情况进行了研究，分析了每个部件运动副的磨损对整机加工精度的影响，分析了多个部件耦合情况下磨损对机床精度的影响；对影响机床加工精度最关键部件的确定，将机床当量工作时间与多体系统建模方法结合，建立与磨损量有关的机床加工精度模型。机床精度保持性是机床研究的主要问题之一，导致机床精度下降的原因有很多，本文主要分析部件间运动副磨损对精度保持的影响，在多体系统理论的基础上，推导出机床加工精度保持性模型，，从而预测该机床的维护周期。
【关键词】：多体系统理论 误差检定 误差模型
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 课题研究目的及意义11-12
• 1.3 五轴数控机床精度的研究现状12-17
• 1.3.1 国外研究动态及目前的水平12-14
• 1.3.2 国内研究动态及目前的水平14-16
• 1.3.3 五轴数控机床精度保持的应用16-17
• 1.4 本文研究的主要内容和方案17-19
• 第二章 五轴数控机床的精度建模19-32
• 2.1 多体系统精度建模方法19-26
• 2.1.1 多体系统拓扑结构的描述19-20
• 2.1.2 多体系统的低序体阵列20-21
• 2.1.3 多体系统中相邻体理想变换矩阵21-24
• 2.1.4 多体系统中相邻体实际变换矩阵24-26
• 2.2 五轴数控机床精度模型的建立26-31
• 2.2.1 建立拓扑结构和低序体阵列26-28
• 2.2.2 运动误差分析和实际坐标变换矩阵28-29
• 2.2.3 精度模型的建立29-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第三章 五轴数控机床误差检定32-46
• 3.1 五轴数控机床误差源分析32-33
• 3.2 五轴数控机床误差检定方法33-38
• 3.2.1 误差检定33-34
• 3.2.2 检定对象与方法34-38
• 3.3 九线测量法辨识38-44
• 3.3.1 九线法概述38-39
• 3.3.2 九线法原理及应用39-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 五轴数控机床重要零部件磨损对精度的影响46-63
• 4.1 X 轴滑块运动副磨损对机床精度的影响46-50
• 4.1.1 X 轴滑块运动副受力分析46-48
• 4.1.2 X 轴滑块运动副磨损对精度的影响48-50
• 4.2 Z 轴立柱运动副磨损对机床精度的影响50-53
• 4.2.1 Z 轴立柱运动副受力分析50-51
• 4.2.2 Z 轴立柱运动副磨损对精度的影响51-53
• 4.3 Z 轴滑块运动副磨损对加工精度的影响53-57
• 4.3.1 Z 轴滑块运动副受力分析53-55
• 4.3.2 Z 轴滑块运动副磨损对精度的影响55-57
• 4.4 机床总体磨损对机床加工精度的影响57-61
• 4.4.1 机床传动系统磨损对机床加工精度的影响58-59
• 4.4.2 最大误差项的确定59
• 4.4.3 机床磨损情况下的整机精度模型59-61
• 4.5 维护周期预测61-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第五章 结论63-64
• 参考文献64-66
• 在学研究成果66-67
• 致谢67

【参考文献】

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本文编号：252795