重型數(shù)控落地銑鏜床綜合誤差補(bǔ)償研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號(hào)：10502.13國際圖書分類號(hào)：621.01學(xué)校代碼：10213密級(jí)：公開工學(xué)博士學(xué)位論文重型數(shù)控落地銑鏜床綜合誤差補(bǔ)償研究博士研究生：劉一嘉導(dǎo)師：高棟教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：機(jī)械制造及其自動(dòng)化所在單位：機(jī)電工程學(xué)院答辯曰期：2015年1月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要摘要重型數(shù)控落地銑鏜床具有開放式結(jié)構(gòu)，適合大型零部件高精度平面和孔系的加工，但是精度不足限制了該機(jī)床的應(yīng)用。針對(duì)該機(jī)床空間誤差進(jìn)行控制和補(bǔ)償有著重要

2、的現(xiàn)實(shí)意義和研宄價(jià)值。然而對(duì)該類機(jī)床的精度檢測(cè)和誤差補(bǔ)償技術(shù)的研宄還不夠完善。本文首先對(duì)重型數(shù)控落地銑鏜床進(jìn)行了誤差溯源分析，在提出了該機(jī)床的幾何誤差和熱誤差的耦合方式的基礎(chǔ)上，建立了包含幾何與熱耦合誤差和動(dòng)態(tài)跟蹤誤差的綜合誤差模型，并推導(dǎo)了機(jī)床誤差敏感系數(shù)矩陣。分析誤差測(cè)量不確定度并提出測(cè)量精度保持方法。依據(jù)統(tǒng)計(jì)方法得到了激光跟蹤儀測(cè)量要素的不確定度分布。通過實(shí)驗(yàn)研宄得出了機(jī)床低溫升時(shí)以熱漂移誤差為主要熱誤差形態(tài)的特性，建立了空間測(cè)量

3、點(diǎn)熱漂移誤差模型，測(cè)量得出了機(jī)床重復(fù)定位誤差的分布，綜合跟蹤儀和機(jī)床對(duì)測(cè)量不確定度的影響，依據(jù)乂0時(shí)60^110法評(píng)估了測(cè)量不確定度。為降低測(cè)量不確定度，優(yōu)化了跟蹤儀的測(cè)量站位，同時(shí)提出了工作空間分割和多站位測(cè)量方法，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了上述方法對(duì)降低測(cè)量不確定度的有效性。在分區(qū)測(cè)量空間誤差的基礎(chǔ)上辨識(shí)幾何誤差。依據(jù)誤差敏感系數(shù)矩陣分析得到了空間誤差對(duì)幾何誤差的敏感性以及機(jī)床空間尺寸〔V軸、從軸、2軸坐標(biāo)和刀具尺寸〉對(duì)敏感性的影響規(guī)律。在此基

4、礎(chǔ)上提出了采用激光跟蹤儀的四線制測(cè)量與粒子群優(yōu)化算法相結(jié)合的幾何誤差辨識(shí)方法。該方法引入了粒子群優(yōu)化算法，辨識(shí)得到了垂直度誤差、線性位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差。以激光干涉儀的測(cè)量結(jié)果為依據(jù)對(duì)比驗(yàn)證了上述誤差辨識(shí)方法的有效性。為辨識(shí)動(dòng)態(tài)跟蹤誤差建立了機(jī)床的跟隨誤差和圓軌跡輪廓誤差模型。測(cè)量了機(jī)床X軸和V軸聯(lián)動(dòng)的圓軌跡誤差，分析得到圓軌跡誤差隨機(jī)床運(yùn)動(dòng)參數(shù)的變化規(guī)律，基于此變化規(guī)律研宄了動(dòng)態(tài)跟蹤誤差和準(zhǔn)靜態(tài)誤差的解耦方法。結(jié)合圓軌跡輪廓誤差模型和解