數(shù)控機(jī)床定位誤差復(fù)合建模與補(bǔ)償研究.pdf

1、本課題是在“國(guó)家科技重大專(zhuān)項(xiàng)”、“國(guó)家自然科學(xué)基金”、“高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專(zhuān)項(xiàng)科研基金”的支持下,以上海航天設(shè)備制造總廠的VDM75立式加工中心為主要研究對(duì)象,對(duì)其定位誤差產(chǎn)生機(jī)理、精密建模和實(shí)時(shí)補(bǔ)償進(jìn)行相關(guān)研究。
　　本文研究的主要內(nèi)容有:
　　(1)對(duì)加工中心的定位誤差來(lái)源進(jìn)行機(jī)理分析,確定幾何和熱作用下的定位誤差為主要研究對(duì)象。分析對(duì)定位精度影響最大的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),確定滾珠絲杠支撐方式以及主要熱源分布。
　　(2

2、)基于ANSYS有限元仿真分析軟件,建立了加工中心滾珠絲杠的有限元模型。將滾珠絲杠支承軸承及絲杠螺母處所產(chǎn)生的熱量作為邊界條件,采用均勻加載和載荷步兩種熱量加載方式分別分析了滾珠絲杠穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的溫度場(chǎng)及熱變形場(chǎng)。
　　(3)對(duì)加工中心在全溫度下的定位誤差和對(duì)應(yīng)關(guān)鍵點(diǎn)溫度進(jìn)行了采集。將定位誤差分為與位置有關(guān)的誤差和與位置無(wú)關(guān)的誤差。根據(jù)全溫度復(fù)合建模理論,先對(duì)機(jī)床某一位置處的定位誤差采用縱向建模,即忽略該處機(jī)床位置的影響,再建立縱向

3、建模系數(shù)與機(jī)床位置之間的關(guān)系。最后綜合考慮機(jī)床位置和溫度的影響,確定了加工中心定位誤差復(fù)合預(yù)測(cè)模型。
　　(4)確定了機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)目刂品绞郊皩?shí)施策略,并對(duì)其原理進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,以FANUC數(shù)控系統(tǒng)原點(diǎn)偏移功能作為機(jī)床誤差補(bǔ)償接口,用VB構(gòu)建了機(jī)床軟件誤差補(bǔ)償平臺(tái)。通過(guò)以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊方式,實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)誤差補(bǔ)償平臺(tái)與機(jī)床之間的數(shù)據(jù)通訊。最后在立式和臥式加工中心上的實(shí)驗(yàn)表明,基于原點(diǎn)偏移功能的誤差補(bǔ)償平臺(tái)和本課題建立的定位誤