數(shù)控機(jī)床論文：數(shù)控機(jī)床的誤差檢測(cè)與分析

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1、數(shù)控機(jī)床論文：數(shù)控機(jī)床的誤差檢測(cè)與分析【中文摘要】機(jī)床，是機(jī)械加工工作母機(jī)。多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床特別是五軸及五軸以上聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)大型與異型復(fù)雜零件的高效高質(zhì)量加工的重要手段,代表著一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造業(yè)數(shù)控技術(shù)發(fā)展的最高水平，是一個(gè)國(guó)家精密制造能力強(qiáng)弱、制造水平高低以及科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。加工精度是數(shù)控機(jī)床性能的主要標(biāo)志之一?？傮w來(lái)說(shuō)，提高機(jī)床精度有兩種基本方法:誤差防止法和誤差補(bǔ)償法。誤差防止法有著很大的局限性，經(jīng)濟(jì)上的代價(jià)往往很昂貴;誤差補(bǔ)償法可以降低儀器和設(shè)備制造的成本，具有非常顯著的經(jīng)濟(jì)效益，因此誤差補(bǔ)償技術(shù)在機(jī)械制造行業(yè)中得以迅速發(fā)展和推廣。建立數(shù)控機(jī)床

2、空間誤差模型和精確地測(cè)量出數(shù)控機(jī)床的各項(xiàng)誤差是實(shí)現(xiàn)誤差補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵問(wèn)題之一，本文完成的主要工作有:首先介紹了球桿儀的構(gòu)造以及檢測(cè)原理，簡(jiǎn)單說(shuō)明了基于球桿儀檢測(cè)原理的幾何誤差辨識(shí)。主要包括基于齊次坐標(biāo)變換法的綜合誤差建模，球桿儀檢測(cè)法的幾何及熱誤差分離原理，以及球桿儀球座安裝誤差的分離方法。并指出了球桿儀相對(duì)于一般機(jī)床檢測(cè)工具的優(yōu)勢(shì)所在。其次進(jìn)行了數(shù)控機(jī)床誤差建模分析。分析數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)組成，描述兩相鄰運(yùn)動(dòng)體之間的特征關(guān)系，定義有誤差情況下相鄰體間的特征變換矩陣的體坐標(biāo)系、運(yùn)動(dòng)參考坐標(biāo)系等。并在此基礎(chǔ)上，采用坐標(biāo)變換矩陣來(lái)表示各體之間的相互關(guān)系，把實(shí)體間復(fù)雜的關(guān)系抽象為

3、數(shù)學(xué)矩陣之間的關(guān)系。給出誤差模型的表達(dá)式，為誤差建模提供理論基礎(chǔ)。然后進(jìn)行基于球桿儀的五軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差辨識(shí)與實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一個(gè)五軸機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差測(cè)試方案對(duì)運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行分離并仿真驗(yàn)證模型的正確性,并利用球桿儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，采集數(shù)據(jù),進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算，得到機(jī)床各實(shí)際誤差值。最后相對(duì)傳統(tǒng)的應(yīng)用位移傳感器檢測(cè)主軸漂移誤差方法,本文使用實(shí)驗(yàn)法對(duì)主軸漂移誤差進(jìn)行了檢測(cè)分析。本文工作對(duì)數(shù)控機(jī)床誤差檢測(cè)與分析及之后的誤差補(bǔ)償技術(shù)有一定的參考價(jià)值;對(duì)各機(jī)床使用單位對(duì)自己?jiǎn)挝粰C(jī)床的誤差分析、精度檢測(cè)也有一定實(shí)用作用?！居⑽恼縈achinetoolsisthebasicofmachin

4、ing?Multi-axisCNCmachinetoolsandespeciallythefive-axisCNCmachinetoolsorabovearethemostefficientwaystoprocessingthelargecomplexshapedparts?Five-axisCNCmachinetoolsrepresentthehighestlevelofmanufacturing,butalsosignsthemanufacturingcapabilitiesandscientificandtechnologicallevelofthecount

5、ry.PrecisionisoneofthemainindicatorofCNCmachinetoolsperformanee.Generally,therearetwobasicmethodstoimprovetheprecisionofCNCmachinetools,errorpreventionanderrorcompensation?Errorpreventionmethodhassignificantlimitations,theeconomiccostsusuallytobeexpensive?ErrorcompensatJonmethodcanredu

6、cetheManufacturingcostofinstrumentsandequipment,italsohasverysignificanteconomicbenefits,soitrapidlydevelopandpromoteinthemanufacturingindustry.EstablishCNCmachinetoolsspaceerrormodelandaccuratelymeasuretheCNCmachinetool?svariouserrorisoneofthekeyproblemstorealizeerrorcompensation.Them

7、aincontributionsofthepaperare:First,introductiontheballbarstructureandthedetectionprincipleandbrieflydescribethegeometricerroridentificationbasedontheBallbardetectionprinciple?Includingcomprehensiveerrormodelingbasesonthehomogcncouscoordinatetransfonnationmethod,ballbardetectiongeome