【摘要】：五軸數(shù)控機(jī)床具有良好的曲面加工能力,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、軌道交通、軍工等高端制造行業(yè)。五軸數(shù)控機(jī)床作為行業(yè)中的主力軍,能否生產(chǎn)加工高精度的工業(yè)產(chǎn)品,已經(jīng)成為當(dāng)下衡量各個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。本文以某雙轉(zhuǎn)軸式五軸數(shù)控機(jī)床作為研究對象,首先分析并闡述了兩相鄰運(yùn)動體之間特征關(guān)系,然后將多體理論引申到特定目標(biāo)機(jī)床上,描述其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同時,推導(dǎo)出空間誤差變換矩陣,最后提出了基于SimMechanics技術(shù)的數(shù)控機(jī)床幾何誤差檢測的仿真方法,此方法能夠在設(shè)計階段對數(shù)控機(jī)床的加工精度進(jìn)行預(yù)測并調(diào)整,并為設(shè)計精度提供數(shù)據(jù)支持,便于后續(xù)設(shè)計及改進(jìn)工作的展開。主要研究工作如下:(1)基于多體系統(tǒng)理論,以某雙轉(zhuǎn)軸式五軸數(shù)控機(jī)床為研究對象,采用低序體陣列的方法對其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述,并推導(dǎo)出誤差變換矩陣。(2)通過分析該五軸數(shù)控機(jī)床的主要誤差源,闡述了幾何誤差對機(jī)床精度的影響。(3)根據(jù)球桿儀的檢測原理,建立了二十一項幾何誤差二次方程模型,提出了用計算機(jī)仿真技術(shù)來預(yù)估數(shù)控機(jī)床幾何誤差的方法。(4)采用SolidworksSimMechanics聯(lián)合仿真方案建立該數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)仿真模型,通過在各軸添加幾何誤差的方法,模擬仿真機(jī)床的理想模型與幾何誤差模型,分析運(yùn)動仿真中刀尖空間坐標(biāo)數(shù)據(jù),以此來檢測機(jī)床加工過程中所產(chǎn)生誤差的精度范圍,確定在不同預(yù)設(shè)精度條件下,機(jī)床實(shí)際加工中所能達(dá)到的最高及最低精度。文中關(guān)于雙旋轉(zhuǎn)軸數(shù)控機(jī)床預(yù)誤差的仿真分析,對虛擬制造和計算機(jī)仿真加工中的誤差分析及如何提高機(jī)床精度等方面有一定參考價值;對實(shí)際加工中機(jī)床的誤差補(bǔ)償有一定實(shí)用價值。
【圖文】：

產(chǎn)生重大影響。五軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床如圖 1.1 所示，有效地改善了切削條件，因其刀具有任意可達(dá)性，有省時高效的特點(diǎn)。此外由于其在實(shí)際生產(chǎn)中具小等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于柴油機(jī)曲軸、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動的影響，，機(jī)床各軸在插補(bǔ)運(yùn)動時會產(chǎn)生非線性加工時可能會造成刀具破損甚至是工件報廢的非理[1]

由于各種不確定因素使得數(shù)控機(jī)床運(yùn)動體總會產(chǎn)生誤差，圖2.1 所示為在實(shí)際有誤差情況下根據(jù)運(yùn)動體的運(yùn)動特征建立的兩運(yùn)動體的參考坐標(biāo)系。圖 2.1 誤差情況下運(yùn)動體和相鄰體Fig. 2.1 Motion bodies and adjacent bodies in the case of error圖 2.1 中 0為慣性體， 0為慣性坐標(biāo)系， 為一運(yùn)動體， 為其相鄰運(yùn)動體， 為固定在 體上的體坐標(biāo)系， 為固定在 體上的體坐標(biāo)系； 為運(yùn)動體 的運(yùn)動參考坐標(biāo)系，它相對于 體的體坐標(biāo)系 的位置不隨 體運(yùn)動而變化。 為 體的位置誤差參考坐標(biāo)系， 為 體的運(yùn)動誤差參考坐標(biāo)系； 為 體的體坐標(biāo)系原點(diǎn)和 體的體坐標(biāo)系原點(diǎn)之間的初始位置矢量
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659

【參考文獻(xiàn)】

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1 付國強(qiáng);傅建中;沈洪W

本文編號：2590908