基于線性輥子龍門式結(jié)構(gòu)三坐標(biāo)測量機的熱誤差分析.pdf

1、隨著現(xiàn)代制造技術(shù)向高速度、高精度方向的迅速發(fā)展，對三坐標(biāo)測量機的測量精度和可靠性提出了更高的要求，三坐標(biāo)測量機的熱態(tài)特性成為人們關(guān)注和研究的熱點之一。在測量工件的過程中，測量系統(tǒng)在各種熱源(電機發(fā)熱、摩擦熱、環(huán)境溫度、熱輻射等)的作用下，產(chǎn)生溫度變化，致使整個測量機產(chǎn)生熱變形，從而影響測量精度，產(chǎn)生測量誤差。因此，如何減少熱變形，提高測量精度，是三坐標(biāo)測量機設(shè)計中非常棘手和重要的問題。
　　本課題以一臺線性輥子龍門式三坐標(biāo)測量機進

2、行熱分析，揭示了測量機受熱特性變化而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變形的形式及變化，建立了熱誤差模型，優(yōu)化溫度測點。
　　由于熱特性的變化帶來的測量誤差較難確定，因此本文應(yīng)用多體理論對測量機產(chǎn)生的熱誤差進行描述，根據(jù)測量機的結(jié)構(gòu)特點，以及其受熱的特性，建立了整機的熱誤差模型。在對熱誤差形式的研究中，我們運用有限元分析軟件ANSYS對測量機由于內(nèi)熱源引起的熱誤差進行了分析。分析了整機的穩(wěn)態(tài)傳熱、電機發(fā)熱引起的三個方向的瞬態(tài)傳熱過程以及穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)熱-結(jié)構(gòu)

3、耦合過程，以及電機不同轉(zhuǎn)速對熱變形和熱應(yīng)力的影響。通過分析，揭示了測量機受內(nèi)熱源影響而產(chǎn)生的熱變形的形式。同時利用測量機某一位姿的穩(wěn)態(tài)分析數(shù)據(jù)對多體理論的位置誤差模型進行評價。對測量機產(chǎn)生熱膨脹的研究中，我們針對三坐標(biāo)測量機X向絲杠的特點，運用了積分中值定理計算的方法分析了沿Z向產(chǎn)生的熱膨脹，并將此與有限元計算對比分析，表明此方法的可行性。這樣對測溫點的布置進行了優(yōu)化，為進一步的實驗研究提供了方法。最后，運用有限元軟件ANSYS對測量機