复合加工机床误差分析及补偿研究
发布时间：2021-01-05 22:09
在国家工业技术水平的竞技中,复合加工机床、加工中心、精密或超精密数控机床等高档加工装备的发展与革新是国家发展的重中之重。加工精度作为数控机床最重要的技术指标,直接决定着产品的质量。虽然在机加工中会不可避免地出现一些加工误差,但仍可以通过误差补偿,达到“精度进化”的效果。本文以复合加工机床为研究对象,从误差分析、测量、建模及补偿进行科学研究,主要工作如下:（1）介绍本文研究的复合加工机床结构,对机床进行误差源分析及误差分类,然后以机床平动副、回转副、三坐标轴和机床主轴为例,进行误差元素分析,最后梳理出关于复合机床的综合误差元素。（2）阐述了复合加工机床的几何误差元素测量原理,介绍了RenishawXL-80激光干涉仪,从测量原理,直线度测量、角度测量、线性位移度测量以及垂直度测量进行了说明;然后以机床X轴正行程为例,研究分析此轴在加工中的定位误差问题,机加工过程中,机床内外部环境温升变化对于其X轴也有一定的影响,所以,用PT100温度传感器测量关键点温度变化情况,用RenishawXL-80激光干涉仪测量几何定位误差,用位移传感器测量关键点的位移误差,测得数据后,最后基于最小二乘的多元线...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
闭环反馈补偿控制系统
硕士学位论文3在进行机械加工之前，确定好误差运动学模型，且将理论值代入到模型中计算出补偿值。将理论值连同补偿值一并输入到数控机床里，开始加工。这种补偿系统的弊端在于：在机床加工过程中系统会受到外界各种因素的影响，固定的补偿值根本不适合这种加工状态的动态变化。原理如图1.2所示。图1.1闭环反馈补偿控制系统图1.2开环前馈补偿控制系统3.半闭环前馈补偿控制在机械加工的同时，对机床进行状态检测（通常是检测表征机床当前加工状态、环境变化的信号），将采集完的信号输入给误差模型得到误差值，再反方向加到数控程序中进行补偿。当前，随着数控技术发展的需要和数控加工的经济性，大多数机床都采用这种控制系统。原理如图1.3所示。图1.3半闭环前馈补偿控制系统对机床进行误差补偿的步骤一般为：1.误差源的分析和检测以补偿误差为出发点，深入分析误差从哪里来，什么是误差，都有哪些误差，误差是怎么形成的，误差是如何影响加工精度的以及各误差之间的相互作用。此外，误差的建模以及补偿是以误差元素的检测为前提的。仔细探究各误差元素的
硕士学位论文3在进行机械加工之前，确定好误差运动学模型，且将理论值代入到模型中计算出补偿值。将理论值连同补偿值一并输入到数控机床里，开始加工。这种补偿系统的弊端在于：在机床加工过程中系统会受到外界各种因素的影响，固定的补偿值根本不适合这种加工状态的动态变化。原理如图1.2所示。图1.1闭环反馈补偿控制系统图1.2开环前馈补偿控制系统3.半闭环前馈补偿控制在机械加工的同时，对机床进行状态检测（通常是检测表征机床当前加工状态、环境变化的信号），将采集完的信号输入给误差模型得到误差值，再反方向加到数控程序中进行补偿。当前，随着数控技术发展的需要和数控加工的经济性，大多数机床都采用这种控制系统。原理如图1.3所示。图1.3半闭环前馈补偿控制系统对机床进行误差补偿的步骤一般为：1.误差源的分析和检测以补偿误差为出发点，深入分析误差从哪里来，什么是误差，都有哪些误差，误差是怎么形成的，误差是如何影响加工精度的以及各误差之间的相互作用。此外，误差的建模以及补偿是以误差元素的检测为前提的。仔细探究各误差元素的
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进K中心点算法在入侵检测的应用[J]. 魏明军,田昆. 河北能源职业技术学院学报. 2017(04)
[2]精密数控车床主轴热误差建模[J]. 郭辰光,韩雪,李源,谢华龙. 光学精密工程. 2016(07)
[3]五轴数控机床旋转轴几何误差辨识新方法[J]. 付国强,傅建中,沈洪垚. 浙江大学学报(工学版). 2015(05)
[4]数控机床热误差特性分析[J]. 苗恩铭,高增汉,党连春,苗继超. 中国机械工程. 2015(08)
[5]基于遗传算法优化Elman神经网络的机床热误差建模[J]. 黄玉春,田建平,杨海栗,胡勇,张良栋. 组合机床与自动化加工技术. 2015(04)
[6]精密数控机床多主轴系统热平衡试验[J]. 邓小雷,傅建中,沈洪垚,陈子辰. 浙江大学学报(工学版). 2014(09)
[7]车铣复合加工中心综合误差检测及补偿策略[J]. 谢春,张为民. 光学精密工程. 2014(04)
[8]基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化[J]. 张伟,叶文华. 中国机械工程. 2014(04)
[9]支持向量回归机在数控加工中心热误差建模中的应用[J]. 苗恩铭,龚亚运,成天驹,陈海东. 光学精密工程. 2013(04)
[10]多元线性回归理论在数控机床热误差补偿中的应用[J]. 田国富,胡军,郭玉学. 机械工程与自动化. 2013(02)
硕士论文
[1]数控精密制造中机床几何误差的理论建模与试验研究[D]. 韩飞飞.吉林大学 2013
[2]数控滚齿机加工误差补偿技术研究[D]. 马士祯.沈阳理工大学 2013
[3]五轴数控机床误差综合建模与测量技术[D]. 凡志磊.上海交通大学 2011
[4]10线法辨识三轴数控机床几何误差及误差补偿研究[D]. 黄天喜.中南大学 2008
本文编号：2959385
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
闭环反馈补偿控制系统
硕士学位论文3在进行机械加工之前，确定好误差运动学模型，且将理论值代入到模型中计算出补偿值。将理论值连同补偿值一并输入到数控机床里，开始加工。这种补偿系统的弊端在于：在机床加工过程中系统会受到外界各种因素的影响，固定的补偿值根本不适合这种加工状态的动态变化。原理如图1.2所示。图1.1闭环反馈补偿控制系统图1.2开环前馈补偿控制系统3.半闭环前馈补偿控制在机械加工的同时，对机床进行状态检测（通常是检测表征机床当前加工状态、环境变化的信号），将采集完的信号输入给误差模型得到误差值，再反方向加到数控程序中进行补偿。当前，随着数控技术发展的需要和数控加工的经济性，大多数机床都采用这种控制系统。原理如图1.3所示。图1.3半闭环前馈补偿控制系统对机床进行误差补偿的步骤一般为：1.误差源的分析和检测以补偿误差为出发点，深入分析误差从哪里来，什么是误差，都有哪些误差，误差是怎么形成的，误差是如何影响加工精度的以及各误差之间的相互作用。此外，误差的建模以及补偿是以误差元素的检测为前提的。仔细探究各误差元素的
硕士学位论文3在进行机械加工之前，确定好误差运动学模型，且将理论值代入到模型中计算出补偿值。将理论值连同补偿值一并输入到数控机床里，开始加工。这种补偿系统的弊端在于：在机床加工过程中系统会受到外界各种因素的影响，固定的补偿值根本不适合这种加工状态的动态变化。原理如图1.2所示。图1.1闭环反馈补偿控制系统图1.2开环前馈补偿控制系统3.半闭环前馈补偿控制在机械加工的同时，对机床进行状态检测（通常是检测表征机床当前加工状态、环境变化的信号），将采集完的信号输入给误差模型得到误差值，再反方向加到数控程序中进行补偿。当前，随着数控技术发展的需要和数控加工的经济性，大多数机床都采用这种控制系统。原理如图1.3所示。图1.3半闭环前馈补偿控制系统对机床进行误差补偿的步骤一般为：1.误差源的分析和检测以补偿误差为出发点，深入分析误差从哪里来，什么是误差，都有哪些误差，误差是怎么形成的，误差是如何影响加工精度的以及各误差之间的相互作用。此外，误差的建模以及补偿是以误差元素的检测为前提的。仔细探究各误差元素的
【参考文献】：
期刊论文
[1]改进K中心点算法在入侵检测的应用[J]. 魏明军,田昆. 河北能源职业技术学院学报. 2017(04)
[2]精密数控车床主轴热误差建模[J]. 郭辰光,韩雪,李源,谢华龙. 光学精密工程. 2016(07)
[3]五轴数控机床旋转轴几何误差辨识新方法[J]. 付国强,傅建中,沈洪垚. 浙江大学学报(工学版). 2015(05)
[4]数控机床热误差特性分析[J]. 苗恩铭,高增汉,党连春,苗继超. 中国机械工程. 2015(08)
[5]基于遗传算法优化Elman神经网络的机床热误差建模[J]. 黄玉春,田建平,杨海栗,胡勇,张良栋. 组合机床与自动化加工技术. 2015(04)
[6]精密数控机床多主轴系统热平衡试验[J]. 邓小雷,傅建中,沈洪垚,陈子辰. 浙江大学学报(工学版). 2014(09)
[7]车铣复合加工中心综合误差检测及补偿策略[J]. 谢春,张为民. 光学精密工程. 2014(04)
[8]基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化[J]. 张伟,叶文华. 中国机械工程. 2014(04)
[9]支持向量回归机在数控加工中心热误差建模中的应用[J]. 苗恩铭,龚亚运,成天驹,陈海东. 光学精密工程. 2013(04)
[10]多元线性回归理论在数控机床热误差补偿中的应用[J]. 田国富,胡军,郭玉学. 机械工程与自动化. 2013(02)
硕士论文
[1]数控精密制造中机床几何误差的理论建模与试验研究[D]. 韩飞飞.吉林大学 2013
[2]数控滚齿机加工误差补偿技术研究[D]. 马士祯.沈阳理工大学 2013
[3]五轴数控机床误差综合建模与测量技术[D]. 凡志磊.上海交通大学 2011
[4]10线法辨识三轴数控机床几何误差及误差补偿研究[D]. 黄天喜.中南大学 2008
本文编号：2959385
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