多轴数控机床加工系统仿真研究

发布时间：2017-12-06 11:17

  本文关键词：多轴数控机床加工系统仿真研究

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【摘要】：数控机床的加工精度主要受三种因素制约:数控机床机械结构部件的热变形产生的热误差、数控机床制造安装和磨损造成的几何误差以及由于在加工过程中的切削力所造成的刚度误差。本文从改善机床加工系统精度的角度进行分析与研究,为在设计数控机床阶段控制机床设计精度提供可靠的数据支持。本文的研究对象是两旋转轴均位于工件端的五轴数控机床,两旋转轴分别为B、C轴。采用基于多刚体运动学的齐次坐标变换理论建立了运动部件之间的变换关系,创建了该数控机床系统的几何误差模型;在分析数控机床系统几何误差测量文献的基础上,结合现代计算机仿真技术,提出了一种新的基于SimMechanics的数控机床系统几何误差检测的仿真方法,分别对移动轴与旋转轴进行几何误差的仿真,并分析了这种新方法的可行性。主要研究工作如下:(1)通过对五轴联动数控机床的主要误差源分析和误差分类,阐述了几何误差对机床精度的影响程度,并分别分析了数控机床移动轴和转动轴的几何误差元素。(2)基于多体系统理论,以某双旋转轴型五轴数控机床为研究对象,应用低序体阵列描述了数控机床的拓扑结构,用齐次特征矩阵来表示数控机床各个零部件之间的几何关系,建立了数控机床运动学模型,在此基础上创建了双旋转轴五轴数控机床加工系统的几何误差模型。(3)分析球杆仪检测方法的理论依据,并根据球杆仪的检测原理,提出用计算机虚拟仿真技术进行数控机床系统几何误差的检测方法。(4)利用SolidworksSimMechanics联合建立双转轴五轴数控机床系统仿真模型,并对五轴数控机床的理想模型与几何误差模型分别进行模拟仿真,对比分析仿真结果,验证新方法的可行性。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG659

【参考文献】

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1 付国强;傅建中;沈洪W，

本文编号：1258401