精密多轴数控机床误差建模研究
发布时间：2021-11-12 14:25
现如今,我国经济发展速度越来越快,数控机床作为制造业加工常用的设备,它的加工制造技术水平能够一定程度上代表一个国家的制造业水平,同时数控机床加工技术也是国家核心竞争力的关键技术之一。在近几年的不断发展中,我国的工业制造业发展尤为迅猛,其中数控机床起着非常重要的推动作用。机床加工精度是作为衡量机床性能好坏的关键指标之一,主要受到机床的几何误差与热误差等因素的影响,为此提高机床加工精度已成为各国专家学者所关注的一大热点。本文选择自主研制的四轴精密数控机床作为研究对象,对其移动轴X、Z轴进行定位误差测量、数据整理并研究分析,建立几何误差与热误差的综合误差模型。本文的主要研究内容如下:（1）根据多体系统理论,阐述了多体系统理论拓扑结构的低序体阵列的描述方法,对多体系统理论用数学建模进行分析研究;同时对相邻典型体间的运动进行阐述。对机床的移动轴副误差元素、主轴误差元素和垂直度误差元素等展开剖析。利用齐次坐标变换理论推导出实际情况下机床各运动链的齐次变换矩阵及相邻典型体间的实际运动学关系。（2）对激光干涉仪测量原理、组成及切比雪夫理论进行阐述。以自主研制的四轴精密数控机床为研究对象,利用激光干涉仪...
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数控机床各种误差源占比图
直接测
第1章绪论9图1.3球杆仪装置图经过多年不断的改进研究，在2002年，Yang提出了使用球杆仪对机床主轴中的热误差进行测量的方法[51]，相比于传统的电容传感器测量系统更高效，且易于使用；可同时测量多种误差数据。2、激光干涉仪激光的波长在标准环境下为已知量，使用激光干涉仪和迈克耳逊干涉系统都可以测量出位移的通用长度测量。作为1960年末才问世的新品，其在众多测量工具中脱颖而出，由美国HP公司开发所研制，该公司在1970年将激光干涉仪打造成当时最完美的测量工具并经过大力推广在工业市场中大量投入，该工具不久之后就受到了机床制造业的青睐。图1.4所示为激光干涉仪。其主要特点在线形、角度等方面有所体现。激光干涉仪的用处在其本身功能的不断完善中也逐渐越来越广，特别在机床误差精度测量方面。2007年，李圣怡[52]基于激光干涉仪总结出三轴机床的几何误差辨识；2015年，殷建等[53]利用激光跟踪仪测量、辨识了数控机床旋转轴的中心轴线及移动轴间的垂直度误差。随着时代的不断发展，高新技术的不断突破，各式各样的激光测量装置也随之产生。市场上应用广泛的主要是激光跟踪仪和激光干涉仪两种检测装置。且激光检测装置具有测量精准、细致入微的两大特点，是机床几何误差测量的最佳选择之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机床热误差产生原因分析及常用补偿办法[J]. 李亚聪. 科技风. 2020(08)
[2]我国机床工具行业转型升级的几个问题[J]. 高梁. 开放导报. 2020(01)
[3]基于大数据挖掘的机床加工精度建模的研究[J]. 郭晋飞. 内燃机与配件. 2019(23)
[4]数控机床几何误差及误差补偿主要技术分析[J]. 王恒. 湖北农机化. 2019(18)
[5]精密卧式加工中心立柱综合性能优化设计及分析[J]. 陈宇,朱守琴. 机械设计与研究. 2019(04)
[6]数控机床热误差建模及预测方法分析[J]. 张子祥,李粉霞. 机床与液压. 2019(13)
[7]激光干涉仪在机床精度检测中的应用[J]. 刘丽. 装备维修技术. 2019(02)
[8]多轴精密机床误差测量、辨识与补偿综述[J]. 杜寅飞,沈文杰,蔡姝. 计量与测试技术. 2019(05)
[9]机床机械加工误差产生的原因剖析[J]. 仄士春. 山东工业技术. 2019(10)
[10]基于修改NC数据的数控机床误差补偿技术研究[J]. 于长有,张丽. 巢湖学院学报. 2018(03)
博士论文
[1]多轴精密数控机床误差测量、综合建模及补偿技术的研究[D]. 张恩忠.吉林大学 2017
[2]双转台五轴数控机床误差的动态实时补偿研究[D]. 张宏韬.上海交通大学 2011
[3]数控机床误差补偿关键技术及其应用[D]. 沈金华.上海交通大学 2008
[4]基于球杆仪的高速五轴数控机床综合误差建模与检测方法[D]. 商鹏.天津大学 2008
硕士论文
[1]激光跟踪仪多站测量的精度提升方法研究[D]. 沈睿.电子科技大学 2020
[2]多轴精密数控机床误差测量与建模研究[D]. 程亚平.长春工业大学 2018
[3]基于时间序列算法的数控机床热误差建模与补偿研究[D]. 黄贤存.南京信息工程大学 2018
[4]五轴数控研抛机床误差综合建模及补偿技术研究[D]. 李刚.长春工业大学 2016
[5]数控机床直线轴误差辨识与补偿[D]. 张滔滔.哈尔滨工业大学 2016
[6]数控机床切削力误差建模及三维热变形临界点分析与应用[D]. 耿金华.安徽理工大学 2015
[7]五轴数控机床几何误差辨识与补偿[D]. 姚向凯.北京交通大学 2015
[8]大型螺旋锥齿轮数控机床运动误差研究[D]. 宋菲.沈阳工业大学 2014
[9]五轴数控机床加工误差建模检测与补偿研究[D]. 崔再铎.沈阳工业大学 2014
[10]基于FANUC和SIEMENS 840D系统的数控机床误差补偿实施研究[D]. 肖慧孝.上海交通大学 2014
本文编号：3491092
【文章来源】：长春工业大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
数控机床各种误差源占比图
直接测
第1章绪论9图1.3球杆仪装置图经过多年不断的改进研究，在2002年，Yang提出了使用球杆仪对机床主轴中的热误差进行测量的方法[51]，相比于传统的电容传感器测量系统更高效，且易于使用；可同时测量多种误差数据。2、激光干涉仪激光的波长在标准环境下为已知量，使用激光干涉仪和迈克耳逊干涉系统都可以测量出位移的通用长度测量。作为1960年末才问世的新品，其在众多测量工具中脱颖而出，由美国HP公司开发所研制，该公司在1970年将激光干涉仪打造成当时最完美的测量工具并经过大力推广在工业市场中大量投入，该工具不久之后就受到了机床制造业的青睐。图1.4所示为激光干涉仪。其主要特点在线形、角度等方面有所体现。激光干涉仪的用处在其本身功能的不断完善中也逐渐越来越广，特别在机床误差精度测量方面。2007年，李圣怡[52]基于激光干涉仪总结出三轴机床的几何误差辨识；2015年，殷建等[53]利用激光跟踪仪测量、辨识了数控机床旋转轴的中心轴线及移动轴间的垂直度误差。随着时代的不断发展，高新技术的不断突破，各式各样的激光测量装置也随之产生。市场上应用广泛的主要是激光跟踪仪和激光干涉仪两种检测装置。且激光检测装置具有测量精准、细致入微的两大特点，是机床几何误差测量的最佳选择之一。
【参考文献】：
期刊论文
[1]机床热误差产生原因分析及常用补偿办法[J]. 李亚聪. 科技风. 2020(08)
[2]我国机床工具行业转型升级的几个问题[J]. 高梁. 开放导报. 2020(01)
[3]基于大数据挖掘的机床加工精度建模的研究[J]. 郭晋飞. 内燃机与配件. 2019(23)
[4]数控机床几何误差及误差补偿主要技术分析[J]. 王恒. 湖北农机化. 2019(18)
[5]精密卧式加工中心立柱综合性能优化设计及分析[J]. 陈宇,朱守琴. 机械设计与研究. 2019(04)
[6]数控机床热误差建模及预测方法分析[J]. 张子祥,李粉霞. 机床与液压. 2019(13)
[7]激光干涉仪在机床精度检测中的应用[J]. 刘丽. 装备维修技术. 2019(02)
[8]多轴精密机床误差测量、辨识与补偿综述[J]. 杜寅飞,沈文杰,蔡姝. 计量与测试技术. 2019(05)
[9]机床机械加工误差产生的原因剖析[J]. 仄士春. 山东工业技术. 2019(10)
[10]基于修改NC数据的数控机床误差补偿技术研究[J]. 于长有,张丽. 巢湖学院学报. 2018(03)
博士论文
[1]多轴精密数控机床误差测量、综合建模及补偿技术的研究[D]. 张恩忠.吉林大学 2017
[2]双转台五轴数控机床误差的动态实时补偿研究[D]. 张宏韬.上海交通大学 2011
[3]数控机床误差补偿关键技术及其应用[D]. 沈金华.上海交通大学 2008
[4]基于球杆仪的高速五轴数控机床综合误差建模与检测方法[D]. 商鹏.天津大学 2008
硕士论文
[1]激光跟踪仪多站测量的精度提升方法研究[D]. 沈睿.电子科技大学 2020
[2]多轴精密数控机床误差测量与建模研究[D]. 程亚平.长春工业大学 2018
[3]基于时间序列算法的数控机床热误差建模与补偿研究[D]. 黄贤存.南京信息工程大学 2018
[4]五轴数控研抛机床误差综合建模及补偿技术研究[D]. 李刚.长春工业大学 2016
[5]数控机床直线轴误差辨识与补偿[D]. 张滔滔.哈尔滨工业大学 2016
[6]数控机床切削力误差建模及三维热变形临界点分析与应用[D]. 耿金华.安徽理工大学 2015
[7]五轴数控机床几何误差辨识与补偿[D]. 姚向凯.北京交通大学 2015
[8]大型螺旋锥齿轮数控机床运动误差研究[D]. 宋菲.沈阳工业大学 2014
[9]五轴数控机床加工误差建模检测与补偿研究[D]. 崔再铎.沈阳工业大学 2014
[10]基于FANUC和SIEMENS 840D系统的数控机床误差补偿实施研究[D]. 肖慧孝.上海交通大学 2014
本文编号：3491092
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