数控机床定位误差补偿及其对圆轮廓误差影响分析

发布时间：2017-09-13 16:09

  本文关键词：数控机床定位误差补偿及其对圆轮廓误差影响分析

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【摘要】：数控机床以其优越加工性能成为装备制造业的核心。随着数控机床技术与先进制造技术快速发展,相应对数控机床加工精度提出更高要求。定位误差与轮廓误差作为数控机床加工精度衡量标准,受到加工制造、控制、环境、温度等多方面因素影响。因此,为提高数控机床加工精度,对定位误差与轮廓误差进行分析,提出采用反向间隙误差补偿与螺距误差补偿的定位误差补偿策略,并分析定位误差对轮廓误差中的圆轮廓误差影响。首先,基于对数控机床主要误差来源的分析,本文对数控机床两种主要误差：定位误差与轮廓误差展开研究。详细分析定位误差影响因素,探讨机床伺服系统增益参数及动态特性对轮廓误差影响规律,得到伺服系统增益参数及动态特性对轮廓误差影响规律。其次,为提高数控机床的定位精度,对显著影响其定位精度的反向间隙误差与螺距误差进行研究,提出根据反向间隙误差值选取补偿过程中加速度的补偿策略,实现反向间隙误差补偿；设计一种离线均化形式的线性插补策略,实现螺距误差补偿。然后,根据反向间隙误差非线性特点,并基于圆轮廓运动轨迹合成原理,提出采用数学方法分析反向间隙误差对圆轮廓误差的影响；根据螺距误差与定位误差相互关系,分析螺距误差对圆轮廓误差的影响。最后,在实验室一台VGL40数控机床上分别进行单轴线性定位精度测量实验与圆轮廓误差测量实验。实验结果表明所提出定位误差补偿策略有效,并得到定位误差对圆轨迹轮廓误差一般影响规律。
【关键词】：数控机床 定位误差 轮廓误差 反向间隙 螺距误差
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG659
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 数控机床定位误差补偿研究现状11-12
• 1.2.2 轮廓误差控制研究现状12-13
• 1.3 课题来源13
• 1.4 主要研究内容13-14
• 第二章 数控机床定位误差与轮廓误差分析14-30
• 2.1 数控机床误差分析14-19
• 2.1.1 数控机床误差源分类14-16
• 2.1.2 数控机床误差测量方法16-19
• 2.2 数控机床的定位误差分析19-22
• 2.3 数控机床的轮廓误差分析22-29
• 2.3.1 数控机床轮廓误差影响因素分析22-24
• 2.3.2 伺服系统增益参数与轮廓误差关系24-27
• 2.3.3 伺服系统动态特性与轮廓误差关系27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 数控机床定位误差补偿策略研究与实现30-53
• 3.1 反向间隙误差补偿研究与实现30-45
• 3.1.1 反向间隙误差分析30-31
• 3.1.2 反向间隙系统建模与仿真31-36
• 3.1.3 反向间隙误差补偿策略研究36-42
• 3.1.4 反向间隙误差补偿策略验证42-45
• 3.2 螺距误差补偿策略研究与实现45-52
• 3.2.1 螺距误差及其补偿方式分析45-48
• 3.2.2 螺距误差补偿策略研究48-51
• 3.2.3 螺距误差补偿策略验证51-52
• 3.3 本章小结52-53
• 第四章 定位误差对圆轮廓误差的影响分析53-64
• 4.1 圆轮廓误差评定53-57
• 4.1.1 圆轮廓误差评定一般方法53-55
• 4.1.2 圆轮廓误差国标评定55-57
• 4.2 定位误差与圆轮廓误差影响关系57-63
• 4.2.1 反向间隙误差对圆轮廓误差影响57-60
• 4.2.2 螺距误差对圆轮廓误差影响60-63
• 4.3 本章小结63-64
• 第五章 机床定位误差及圆轮廓误差测量实验64-83
• 5.1 机床定位误差补偿与测量分析64-71
• 5.1.1 实验平台及定位精度检测实验方案64-66
• 5.1.2 定位精度测量与实验结果分析66-71
• 5.2 圆轮廓误差测量与分析71-82
• 5.2.1 实验平台及圆轮廓误差检测实验方案71-72
• 5.2.2 圆轮廓误差测量实验结果与分析72-82
• 5.3 本章小结82-83
• 第六章 总结与展望83-85
• 6.1 总结83-84
• 6.2 展望84-85
• 参考文献85-91
• 致谢91-92
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况92

【参考文献】

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