五軸數控機床誤差建模分析
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【摘要】:現階段,對于大型螺旋錐齒輪數控機床的設計開發(fā),國內還存在許多困難,對于重型數控機床,誤差統(tǒng)計樣本有限,目前用數理統(tǒng)計的方法對精度研究還是非常少。本文通過建立大型螺旋錐齒輪數控機床的加工精度模型,對機床的精度保持性進行研究,為機床的設計和維護周期提供理論參考數據。 本論文依據多體系統(tǒng)理論,對大型螺旋錐齒輪數控機床精度進行建模,并重點在數控機床的誤差分析、誤差檢定、運動副磨損量與加工精度的關系及加工精度保持性等方面開展研究。通過理論建立的加工精度模型,計算出理論誤差值,與誤差檢定出的誤差值進行比較,從而提高機床加工精度。 本論文利用兩種方法進行誤差測量與識別:第一種是利用檢具、數字式電感測微儀等設備,對機床誤差項進行直接測量,包括直線度誤差、垂直度誤差、位置誤差等誤差項;第二種是利用九線測量法對該機床誤差進行間接測量,辨識出第一種方法不方便測量出的誤差項。 針對該機床X軸滑塊運動副、Z軸立柱運動副和Z軸滑塊運動副磨損情況進行了研究,分析了每個部件運動副的磨損對整機加工精度的影響,分析了多個部件耦合情況下磨損對機床精度的影響;對影響機床加工精度最關鍵部件的確定,將機床當量工作時間與多體系統(tǒng)建模方法結合,建立與磨損量有關的機床加工精度模型。機床精度保持性是機床研究的主要問題之一,導致機床精度下降的原因有很多,本文主要分析部件間運動副磨損對精度保持的影響,在多體系統(tǒng)理論的基礎上,推導出機床加工精度保持性模型,,從而預測該機床的維護周期。
【關鍵詞】:多體系統(tǒng)理論 誤差檢定 誤差模型
【學位授予單位】:沈陽工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2012
【分類號】:TG659
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-10
- 第一章 緒論10-19
- 1.1 課題背景10-11
- 1.2 課題研究目的及意義11-12
- 1.3 五軸數控機床精度的研究現狀12-17
- 1.3.1 國外研究動態(tài)及目前的水平12-14
- 1.3.2 國內研究動態(tài)及目前的水平14-16
- 1.3.3 五軸數控機床精度保持的應用16-17
- 1.4 本文研究的主要內容和方案17-19
- 第二章 五軸數控機床的精度建模19-32
- 2.1 多體系統(tǒng)精度建模方法19-26
- 2.1.1 多體系統(tǒng)拓撲結構的描述19-20
- 2.1.2 多體系統(tǒng)的低序體陣列20-21
- 2.1.3 多體系統(tǒng)中相鄰體理想變換矩陣21-24
- 2.1.4 多體系統(tǒng)中相鄰體實際變換矩陣24-26
- 2.2 五軸數控機床精度模型的建立26-31
- 2.2.1 建立拓撲結構和低序體陣列26-28
- 2.2.2 運動誤差分析和實際坐標變換矩陣28-29
- 2.2.3 精度模型的建立29-31
- 2.3 本章小結31-32
- 第三章 五軸數控機床誤差檢定32-46
- 3.1 五軸數控機床誤差源分析32-33
- 3.2 五軸數控機床誤差檢定方法33-38
- 3.2.1 誤差檢定33-34
- 3.2.2 檢定對象與方法34-38
- 3.3 九線測量法辨識38-44
- 3.3.1 九線法概述38-39
- 3.3.2 九線法原理及應用39-44
- 3.4 本章小結44-46
- 第四章 五軸數控機床重要零部件磨損對精度的影響46-63
- 4.1 X 軸滑塊運動副磨損對機床精度的影響46-50
- 4.1.1 X 軸滑塊運動副受力分析46-48
- 4.1.2 X 軸滑塊運動副磨損對精度的影響48-50
- 4.2 Z 軸立柱運動副磨損對機床精度的影響50-53
- 4.2.1 Z 軸立柱運動副受力分析50-51
- 4.2.2 Z 軸立柱運動副磨損對精度的影響51-53
- 4.3 Z 軸滑塊運動副磨損對加工精度的影響53-57
- 4.3.1 Z 軸滑塊運動副受力分析53-55
- 4.3.2 Z 軸滑塊運動副磨損對精度的影響55-57
- 4.4 機床總體磨損對機床加工精度的影響57-61
- 4.4.1 機床傳動系統(tǒng)磨損對機床加工精度的影響58-59
- 4.4.2 最大誤差項的確定59
- 4.4.3 機床磨損情況下的整機精度模型59-61
- 4.5 維護周期預測61-62
- 4.6 本章小結62-63
- 第五章 結論63-64
- 參考文獻64-66
- 在學研究成果66-67
- 致謝67
【參考文獻】
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本文編號:252795
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