基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法研究

发布时间：2017-06-01 02:16

  本文关键词：基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 主轴回转误差是影响机床加工精度的主要因素,主轴回转精度是评价机床动态性能的一项重要指标。本论文以研究基于激光位移传感器的数控机床主轴径向运动误差测试方法为主,首先分析了国内外主轴回转误差测量技术的发展现状,对主轴的误差运动进行了详细的分析与辨识。在比较了几种误差测量与分离技术的基础上,提出了多圈重合三点法误差分离技术以适应高速机床主轴的测量,并建立了相应的理论公式,给出了完整的测量方法及具体的数据处理方法,以分离圆度误差,主轴径向回转误差和最小二乘圆心偏心运动。 为了对上述分离方法的有效性进行验证,对其分离精度进行评价,以Matlab7.0为开发平台,开发了一套专门的主轴回转误差仿真软件系统。在该仿真系统上,应用多圈重合三点法对单圈随机性和单圈周期性主轴回转误差进行了仿真测量研究,根据仿真测量结果观察三点法误差分离技术的分离效果。另外,研究了标记点数对测量结果精度的影响规律。同时,对采样结果的形状失真进行了理论分析。 根据多圈重合三点法误差分离技术测量方法的要求,正确选择了满足测量要求的组件,搭建了一套适用于高速高精度主轴回转精度测量的基于高精度CCD激光位移传感器的硬件系统;基于虚拟仪器技术,以LabVIEW为开发平台,开发了一套高速主轴径向运动误差动态测试软件系统。 在主轴径向运动误差动态测试系统上对XHK-714F数控加工中心的主轴进行径向运动误差的测量实验研究,通过对测量数据的分析评定多圈重合三点法误差分离技术的有效性及测量方法的可靠性。
【关键词】：数控机床 径向运动误差 高速主轴 误差分离 CCD激光位移传感器
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TG659
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目次8-11
• 1 绪论11-21
• 1.1 引言11
• 1.2 研究背景及意义11-15
• 1.3 主轴径向误差测量技术研究现状15-19
• 1.3.1 主轴径向误差测量技术15-16
• 1.3.2 国内外研究现状16-19
• 1.4 本学位论文的主要内容19-21
• 2 主轴径向误差测量的理论研究21-37
• 2.1 主轴误差运动21-23
• 2.2 主轴回转误差测量值23-24
• 2.3 传统测量方法24-27
• 2.3.1 打表测量法24-25
• 2.3.2 单向测量法25-26
• 2.3.3 双向测量法26-27
• 2.4 圆度误差27-32
• 2.4.1 圆度误差的几何特征27-29
• 2.4.2 误差的评定方法29-32
• 2.5 误差分离技术32-36
• 2.5.1 反向法33-34
• 2.5.2 多步法34-35
• 2.5.3 多点法35-36
• 2.6 本章小结36-37
• 3 多圈重合三点法误差分离技术研究37-64
• 3.1 三点法误差分离技术37-50
• 3.1.1 传统三点法37-41
• 3.1.2 三点法的几种演化形式41-44
• 3.1.3 三点法分离偏心运动44-49
• 3.1.4 多圈三点法测误差49-50
• 3.2 形状失真分析50-54
• 3.2.1 影响误差分离精度的因素50
• 3.2.2 测量参数及谐波抑制的消除50-51
• 3.2.3 圆度误差分离的幅值传递51-54
• 3.3 仿真软件开发与仿真分析54-63
• 3.3.1 开发环境——MATLAB简介55
• 3.3.2 仿真系统实现原理55
• 3.3.3 系统功能模块与程序流程55-57
• 3.3.4 仿真分析57-63
• 3.4 本章小结63-64
• 4 基于激光位移传感器的测试系统设计64-74
• 4.1 测试系统硬件构成64-71
• 4.1.1 激光位移传感器65-68
• 4.1.2 控制器68-69
• 4.1.3 光电编码器69-70
• 4.1.4 触发信号发生电路70-71
• 4.2 测试系统软件设计71-73
• 4.2.1 虚拟仪器与LabVIEW71-72
• 4.2.2 软件功能与程序流程72-73
• 4.3 本章小结73-74
• 5 多圈重合三点法误差分离实验研究74-81
• 5.1 实验准备74-76
• 5.1.1 实验方案74-75
• 5.1.2 系统调试75-76
• 5.2 实验数据与分析76-80
• 5.2.1 实验数据76-79
• 5.2.2 实验结果分析79-80
• 5.3 本章小结80-81
• 6 总结与展望81-83
• 6.1 总结81-82
• 6.2 展望82-83
• 参考文献:83-88
• 作者简历88

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