数控机床通用误差补偿技术研究

发布时间：2017-05-30 06:01

  本文关键词：数控机床通用误差补偿技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 本课题以多体系统理论为基础，分析了三坐标数控机床的所有运动形式，建 立了各种类型三坐标数控机床的运动模型，并从中概括出通用性的运动模型，其 中包括从工件坐标系映射到机床参考坐标系和从机床参考坐标系映射到工件坐 标系两种情况，，每种情况又包括理想情况下和存在误差情况下的运动模型，解决 了三坐标数控机床运动误差补偿的通用性问题。 数控机床误差参数的正确辨识是数控机床补偿的必要前提条件。利用几何法 和多体系统运动学理论推导出十八个误差辨识方程，并根据误差测量方程组系数 矩阵必须满秩的条件，利用双激光干涉仪对三轴进行了位移量误差和不直度误差 测量。应用误差辨识软件，解得各测量点的十八个误差参数，即每个运动方向的 三个位移误差和三个位置误差，再根据实际情况获得三项垂直度误差，得到了所 有的21项误差。 有了机床运动模型和辨识后的误差参数，可以对数控机床进行误差补偿，得 出刀具路线、数控指令和刀具轨迹之间的关系，对原始数控指令进行误差补偿处 理，得到修正后的数控指令，即可实现对工件的精密加工。为了验证通用误差补 偿系统的正确性，本文进行了仿真验证和实验验证，给出了理想刀具轨迹，实际 刀具轨迹和修正后的刀具轨迹，可以直观的看到补偿后的效果，证明了误差补偿 方法的正确性，为今后应用到生产实际奠定了基础。 软件部分用VC编写，从模型的选择，参数的识别，数控指令的转换都实现 了人机交互模式，应用起来直观易用，操作方便，数控指令转换是通过文件来实 现的，即通过输入原始数控指令的路径文件名，便可生成补偿后的数控指令文件， 以便与计算机连接。
【关键词】：数控机床 多体系统 误差补偿 误差参数辨识 软件仿真
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2001
【分类号】：TG659
【目录】：

• 第一章 绪论7-12
• 1．1 数控技术7-8
• 1．2 课题的现实意义8-9
• 1．3 误差补偿9-12
• 第二章 多体系统描述12-21
• 2．1 描述拓扑结构的低序体阵列12-14
• 2．2 相邻体及其变换矩阵14-15
• 2．3 理想条件下建立多体系统运动方程15-16
• 2．4 多体系统的误差分析模型16-18
• 2．5 多体系统运动误差方程18-21
• 2．5．1 多体系统位置误差方程18-19
• 2．5．2 多体系统位移误差方程19-21
• 第三章 数控机床运动模型的建立21-54
• 3．1 数控机床运动概述21-24
• 3．2 三坐标数控机床运动模型的建立24-53
• 3．2．1 到刀具为两个体，到工件为一个体24-35
• 3．2．2 到刀具为一个体，到工件为两个体35-41
• 3．2．3 到刀具为三个体，到工件为零个体41-47
• 3．2．4 到刀具为零个体，到工件为三个体47-53
• 3．3 通用运动模型53-54
• 第四章 实验及参数辨识54-74
• 4．1 实验55-67
• 4．1．1 实验原理55-56
• 4．1．2 实验数据56-67
• 4．2 参数辨识67-74
• 4．2．1 相邻体相对位移时误差参数辨识模型67-69
• 4．2．2 九线法辨识模型69-72
• 4．2．3 辨识后的误差参数表72-74
• 第五章 误差补偿74-87
• 5．1 仿真验证74-79
• 5．1．1 误差补偿原理74-75
• 5．1．2 仿真过程75-79
• 5．2 数控指令转换79-82
• 5．3 实验验证82-85
• 5．4 程序编制85-87
• 5．4．1 参数辨识模块85-86
• 5．4．2 数控指令修正及仿真验证模块86-87
• 第六章 结论与展望87-92
• 致谢92

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前3条

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2 郭辰,杨林,李庆勇;基于多体系统理论的数控机床误差建模[J];机械设计与制造;2005年03期

3 张明伟;沈兴全;;12线测量法在数控机床误差辨识过程中的应用[J];机械工程与自动化;2010年01期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 陈东菊;大型立式超精密机床系统误差分析与辨识技术研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

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2 付璇;VMC650m五轴数控机床几何误差测量与辨识方法的研究[D];西南交通大学;2011年

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8 孙开珊;多轴空间轮廓误差的建模与交叉耦合补偿[D];华中科技大学;2007年

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10 李欢玲;基于多体理论的数控机床几何误差补偿技术的研究[D];南京航空航天大学;2009年

  本文关键词：数控机床通用误差补偿技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：406477