發(fā)布時間：2017-06-07 21:08

  本文關鍵詞：機床幾何誤差建模及敏感性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：制造業(yè)是國民經(jīng)濟的核心部門,而機床則是實現(xiàn)制造技術現(xiàn)代化的重要設備之一,其質量和性能可以體現(xiàn)一個國家的工業(yè)技術實力,高端數(shù)控機床是國家綜合國力的重要標志�，F(xiàn)代機床結構設計非常復雜,每一個參與零件加工成形的誤差單元都會對機床最終的加工精度產(chǎn)生影響。而加工精度是衡量機床性能的一個重要指標,所以對于機床誤差建模與分析就顯得尤為重要。在構成機床加工誤差的眾多誤差源中,幾何誤差所占比例達到25%左右,是一項非常重要的誤差源。因此歸納分析機床幾何誤差建模的流程并建立相應的模型,對于分析機床幾何誤差的作用規(guī)律及提高加工精度有重要意義。本文以多體系統(tǒng)理論為理論基礎并結合齊次坐標變換方法,歸納了機床幾何誤差建模的通用流程。通過Matlab編程建立機床的誤差模型并系統(tǒng)分析了機床各部件誤差對加工誤差的影響,實現(xiàn)了誤差分析的流程化和可視化。做了以下研究工作:(1)對課題背景及研究內(nèi)容做了認真闡述,對機床誤差建模技術在國內(nèi)外的進展情況進行分析,介紹了兩種可以有效降低加工誤差的方法。(2)系統(tǒng)介紹了機床幾何誤差建模的基本理論即多體系統(tǒng)運動學理論。機床作為一類典型的多體系統(tǒng),在經(jīng)過合理簡化和提煉后可以得到其拓撲結構,用低序體陣列描述機床各參與成形運動的相鄰部件的關聯(lián)關系,在各部件上建立合理的子坐標系并給出它們之間的各種變換矩陣,通過矩陣運算給出了機床的運動學模型。使機床的運動關系表示變得一目了然,為后續(xù)的機床幾何誤差建模提供了理論依據(jù)。(3)介紹了國際標準化組織對機床各個坐標軸的確定方法,按機床結構的不同對機床進行了系統(tǒng)分類。對機床幾何誤差建模流程進行分析,歸納整理出一種通用性強、適用范圍廣的建模流程。分別選取了一種四軸機床和五軸機床為例給出了具體的誤差建模流程,為后續(xù)誤差建模軟件的編寫打下了堅實的理論基礎。(4)利用Matlab編寫了三軸聯(lián)動機床的誤差建模軟件,該軟件預留接口程序,為后續(xù)建模軟件的進一步補充完善做好了準備。以i5T5.2型數(shù)控車床為例進行了誤差源敏感性分析和誤差作用規(guī)律分析,為機床誤差補償及公差設計提供了理論指導。通過機床實際加工及測量加工誤差,與軟件分析結果進行對比,較好的驗證了多體系統(tǒng)理論和編寫軟件的正確性及實用性。
【關鍵詞】：機床 幾何誤差 多體系統(tǒng) 誤差建模 誤差分析
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG502
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題背景及意義10-11
• 1.2 數(shù)控機床誤差建模技術國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 機床誤差分類及運動副誤差描述15-18
• 1.3.1 機床誤差分類15-16
• 1.3.2 機床運動副誤差描述16-18
• 1.4 降低數(shù)控機床加工誤差的有效措施18-19
• 1.4.1 誤差防止法18-19
• 1.4.2 誤差補償法19
• 1.5 本章小結19-20
• 第二章 機床幾何誤差建模理論基礎20-36
• 2.1 多體系統(tǒng)理論簡介20
• 2.2 多體系統(tǒng)拓撲結構的描述20-23
• 2.2.1 多體系統(tǒng)拓撲結構及其低序體陣列描述21-22
• 2.2.2 典型體的幾何描述22-23
• 2.3 多體系統(tǒng)相鄰體間理想變換矩陣23-27
• 2.3.1 理想狀態(tài)下的旋轉運動24-25
• 2.3.2 理想狀態(tài)下的平移運動25-26
• 2.3.3 理想狀態(tài)下的合成運動26-27
• 2.4 多體系統(tǒng)中相鄰體間實際變換矩陣27-32
• 2.5 機床成形運動基本概念及其運動學模型32-33
• 2.5.1 機床理想成形運動函數(shù)33
• 2.5.2 機床實際成形運動函數(shù)33
• 2.6 本章小結33-36
• 第三章 機床幾何誤差建模過程36-52
• 3.1 數(shù)控機床概述36-37
• 3.2 機床幾何誤差計算機建模流程37-38
• 3.3 三軸機床建模實例38-42
• 3.3.1 機床拓撲結構及低序體陣列38-39
• 3.3.2 機床各成形部件的特征矩陣39-40
• 3.3.3 理想成形函數(shù)及實際成形函數(shù)40-42
• 3.4 四軸機床建模實例42-46
• 3.4.1 機床拓撲結構及低序體陣列42-43
• 3.4.2 機床各成形部件的特征矩陣43-45
• 3.4.3 理想成形函數(shù)及實際成形函數(shù)45-46
• 3.5 五軸機床建模實例46-51
• 3.5.1 機床拓撲結構及低序體陣列46-47
• 3.5.2 機床各成形部件的特征矩陣47-49
• 3.5.3 理想成形函數(shù)及實際成形函數(shù)49-51
• 3.6 本章小結51-52
• 第四章 幾何誤差建模軟件功能及實例分析52-76
• 4.1Matlab簡介52
• 4.2 建模軟件功能簡介52-58
• 4.3 軟件分析結果58-59
• 4.4 i5T5.2 型數(shù)控車床實例分析59-72
• 4.4.1 機床幾何誤差敏感性分析60-68
• 4.4.2 機床部件誤差規(guī)律性分析68-72
• 4.5 實驗驗證72-74
• 4.6 本章小結74-76
• 第五章 全文總結76-78
• 5.1 研究結論76-77
• 5.2 工作展望77-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄84

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 林潔瓊;邱立偉;盧明明;;基于多體系統(tǒng)理論的精密加工中心綜合誤差建模[J];機床與液壓;2011年21期

2 陳亞寧;丁文政;裴亮;;三軸再制造機床空間幾何誤差建模與辨識研究[J];機床與液壓;2008年04期

3 徐芳;;基于多體系統(tǒng)理論的五軸聯(lián)動機床誤差建模[J];企業(yè)技術開發(fā);2014年11期

4 張毅;楊建國;李自漢;;基于自然指數(shù)模型的機床定位誤差建模與實時補償[J];組合機床與自動化加工技術;2013年08期

5 張鋒;鮑磊;孫瑞濤;王福闖;邵敏;;PSA貼敷設備的精度分析和幾何誤差建模[J];制造業(yè)自動化;2014年13期

6 楊洋;聶學俊;黃謹佳;沈曉紅;王麗;;機床熱誤差建模研究現(xiàn)狀分析[J];煤礦機械;2012年01期

7 朱秋菊;李郝林;;基于神經(jīng)模糊控制的機床熱誤差建模方法[J];現(xiàn)代制造工程;2012年11期

8 項偉宏,鄭力,劉大成,趙大泉;機床主軸熱誤差建模[J];制造技術與機床;2000年11期

9 陳劍雄;林述溫;;基于微分變換的數(shù)控機床幾何誤差建模的研究[J];工具技術;2013年08期

10 楊建國,潘志宏,孫振勇,劉行,薛秉源,蔣鑒毅;回歸正交設計在機床熱誤差建模中的應用[J];航空精密制造技術;1999年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 范晉偉;關佳亮;王文超;駱琪;劉又午;章青;;3-5軸數(shù)控機床通用空間幾何誤差建模及精密加工指令求解方法研究[A];面向21世紀的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀的生產(chǎn)工程”學術會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李永祥;數(shù)控機床熱誤差建模新方法及其應用研究[D];上海交通大學;2007年

2 崔崗衛(wèi);重型數(shù)控落地銑鏜床誤差建模及補償技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

3 李巖;光電穩(wěn)定跟蹤裝置誤差建模與評價問題研究[D];國防科學技術大學;2008年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王建亮;機床幾何誤差建模及敏感性分析[D];太原理工大學;2016年

2 李鋒;大型雙柱立車誤差建模、測量及分析[D];上海交通大學;2011年

3 多麗婭;北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收模塊的誤差建模及應用研究[D];內(nèi)蒙古工業(yè)大學;2014年

4 楊枝;高檔數(shù)控機床幾何誤差建模與參數(shù)溯源優(yōu)化技術及其應用[D];浙江大學;2014年

5 孫慧潔;大型真空調(diào)試平臺的設計及其誤差建模分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

6 鄒君陽;數(shù)控機床整機熱分析及動態(tài)熱誤差建模的研究[D];華東理工大學;2013年

7 白福友;基于貝葉斯網(wǎng)絡的數(shù)控機床熱誤差建模研究[D];浙江大學;2008年

8 邱立偉;多軸數(shù)控機床綜合誤差建模與補償?shù)难芯縖D];長春工業(yè)大學;2011年

9 趙曉東;快速刀具伺服機構的誤差建模與分析[D];吉林大學;2011年

10 何振亞;數(shù)控機床三維空間誤差建模及補償研究[D];浙江大學;2010年

  本文關鍵詞：機床幾何誤差建模及敏感性分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：430298