五軸聯(lián)動數(shù)控機床廣泛地應用于高精度制造,受各種誤差因素的影響,加工過程中不可避免的會出現(xiàn)加工誤差�，F(xiàn)代制造業(yè)對加工精度的要求越來越高,為了減少加工誤差,提高加工精度,有必要在加工前預測零件表面的各種精度指標,從而為工藝規(guī)劃、優(yōu)化和誤差補償提供重要參考。為此本文針對五軸側銑加工零件的一些精度指標,設計了一套精度預測方法,并根據(jù)這些方法開發(fā)了一套精度預測系統(tǒng)。這些指標有:1.幾何誤差,包括平面度、圓柱度、平行度、傾斜度和垂直度（面對面）誤差;2.點位輪廓誤差。論文的主要研究工作如下:（1）研究了影響機床加工精度的主要誤差項,推導了相鄰體間的運動變換,在分析了刀位點、刀觸點和預測點幾何關系后,依次實現(xiàn)了對刀位點、刀軸矢量、刀觸點以及預測點的計算,建立了五軸側銑加工綜合誤差預測模型。（2）比較了幾何誤差評定的常規(guī)算法和仿生智能算法,確定了幾何誤差評定需滿足最小條件,且優(yōu)化算法為粒子群算法;分別對平面度、圓柱度、平行度、傾斜度和垂直度（面對面）進行數(shù)學建模,并采用一種動態(tài)改變慣性權重的自適應粒子群算法進行優(yōu)化求解。（3）結合三坐標測量原理推出了點位輪廓誤差的預測原理;進行了基于NURBS的理想和... 

【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圓柱形立銑刀理想與實際回轉體示意圖

西南交通大學碩士研究生學位論文第11頁的特征點，以特征點所處位置的直徑來代表刀具輪廓誤差。圖中Pc1到Pcn為回轉體側刃輪廓上的特征點，R1到Rn為特征點對應的直徑，d為相鄰特征點的間距，則ΔRT為：123,,TnRRRRR=(2-1)圖2-4刀具輪廓誤差示意圖2.2相鄰體間運動變換2.2.1理想運動變換設多體系統(tǒng)[43]中體Bj坐標系Oj-XjYjZj和體Bi坐標系Oi-XiYiZi初始位姿重合，體Bi為體Bj的相鄰低序，則典型體Bj相對于其相鄰低序體Bi的任意運動都可以分解為平移運動和旋轉運動。平移運動又可以分解為體Bi坐標系Oi-XiYiZi三個坐標軸方向上的平移運動，同理旋轉運動同樣可以分解為繞三個坐標軸方向上的旋轉運動。其中，體Bj坐標系原點Oj相對于體Bi坐標系原點Oi的平移運動在Xi、Yi、Zi方向上的平移分運動可以分別用變換矩陣TXs、TYs和TZs表示：100010000100001Xsx=T100001000100001Ysy=T100001000010001Zsz=T(2-2)式中x、y、z分別表示Xi、Yi、Zi方向上平動位移量，TXs、TYs和TZs統(tǒng)稱為理想基本平移運動特征矩陣，它們的乘積TMs稱為理想平移運動特征矩陣，若平移運動為先沿Xi平動x，再沿Yi平動y，再沿Zi平動z，則TMs為：1000100010001MsXsYsZsxyz==TTTT(2-3)體Bj坐標系Oj-XjYjZj相對于體Bi坐標系Oi-XiYiZi的旋轉運動在繞Xi、Yi、Zi方向上的旋轉分運動可以分別用變換矩陣TAs、TBs和TCs表示：

刀位點、刀觸點與預測點幾何關系示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]雙圓心擬合與網(wǎng)格逼近的圓柱度誤差評定算法[J]. 宗濤,袁佳健.  機械設計與制造. 2018(10)
[2]一種基于最小條件的線輪廓度誤差評定方法[J]. 陸辛成,黃美發(fā),唐哲敏,鐘艷如.  中國機械工程. 2018(19)
[3]基于點集拓撲學渦旋曲面輪廓度誤差評定[J]. 宋紅滾,劉國平,劉建勝,王輪.  現(xiàn)代制造工程. 2017(12)
[4]基于勒讓德多項式的加工中心幾何誤差參數(shù)化建模[J]. 冷壽陽,劉志兵,王西彬,閆正虎,籍永建.  計算機集成制造系統(tǒng). 2017(11)
[5]基于粒子群算法的傾斜度誤差評定方法[J]. 方良,樊軍.  組合機床與自動化加工技術. 2017(10)
[6]自由曲面輪廓度誤差評定及不確定度分析[J]. 何改云,黃鑫,郭龍真.  電子測量與儀器學報. 2017(03)
[7]浮點數(shù)編碼改進遺傳算法在平面度誤差評定中的研究[J]. 楊健,趙宏宇.  光學精密工程. 2017(03)
[8]基于改進粒子群算法的垂直度誤差評定[J]. 周東棟,樊軍.  現(xiàn)代制造工程. 2017(02)
[9]基于新型凸包法的平面度誤差評定[J]. 柴光耀,孫長敬,單越康.  組合機床與自動化加工技術. 2016(04)
[10]基于改進粒子群算法的平行度誤差評定[J]. 周東棟,樊軍.  組合機床與自動化加工技術. 2016(02)

博士論文
[1]復雜零件五軸加工輪廓誤差控制技術研究[D]. 江磊.西南交通大學 2014
[2]復雜零件五軸銑削加工精度預測與補償技術研究[D]. 朱紹維.西南交通大學 2013
[3]基于遺傳算法的形狀誤差計算研究[D]. 廖平.中南大學 2002
[4]多軸數(shù)控機床精度建模與誤差補償方法研究[D]. 粟時平.中國人民解放軍國防科學技術大學 2002

碩士論文
[1]互為基準雙線平行度評定策略與測量方法研究[D]. 文雪晴.哈爾濱工業(yè)大學 2018



本文編號：3379010