基于激光測(cè)試技術(shù)的數(shù)控機(jī)床誤差識(shí)別與補(bǔ)償研究.pdf

1、本論文以研究基于激光測(cè)試技術(shù)的數(shù)控機(jī)床誤差識(shí)別與補(bǔ)償研究為主要內(nèi)容，首先分析了國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床幾何誤差和熱誤差的檢測(cè)技術(shù)與補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)數(shù)控機(jī)床的誤差進(jìn)行了詳細(xì)的分析和辨識(shí)。在比較了4種常用的幾何誤差檢測(cè)方法后，使用Renishaw激光干涉儀對(duì)數(shù)控機(jī)床的線性定位誤差進(jìn)行了測(cè)量。然后，使用高精度的CCD激光位移傳感器和渦電流位移傳感器對(duì)機(jī)床主軸熱變形進(jìn)行了實(shí)時(shí)測(cè)量，同時(shí)，使用以ARM控制板為核心的測(cè)溫系統(tǒng)對(duì)機(jī)床的關(guān)鍵部位進(jìn)行了溫度測(cè)

2、量，并對(duì)機(jī)床的測(cè)溫點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化布點(diǎn)。在介紹了基于最小二乘法的多元線性回歸建模方法后，建模了機(jī)床的熱變形實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)模型。最后，對(duì)機(jī)床的線性定位誤差進(jìn)行了絲杠螺距補(bǔ)償和絲杠間隙補(bǔ)償，基于開放式數(shù)控系統(tǒng)，使用PMAC控制卡對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的G代碼指令進(jìn)行了實(shí)時(shí)修改，實(shí)現(xiàn)了機(jī)床熱誤差的實(shí)時(shí)補(bǔ)償。該補(bǔ)償方法在實(shí)際加工中被證實(shí)具有良好的補(bǔ)償效果。全文共分七章： 第一章，提出了本課的題研究背景和意義，詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床誤差檢測(cè)與補(bǔ)償技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

3、，概括了本論文的主要工作。 第二章，介紹了數(shù)控機(jī)床的誤差來(lái)源、誤差的分類，對(duì)一臺(tái)三軸立式銑床進(jìn)行了詳細(xì)的誤差分析，提出了數(shù)控機(jī)床的幾何誤差和主軸熱誤差的辨識(shí)方法。這些工作為數(shù)控機(jī)床的誤差檢測(cè)提供了理論基礎(chǔ)。 第三章，介紹了4種典型的幾何誤差檢測(cè)方法：一維球列測(cè)量法、球柄儀測(cè)量法、平面正交光柵測(cè)量法和激光干涉儀測(cè)量法，在對(duì)這4種檢測(cè)方法進(jìn)行比較后，選用Renishaw激光干涉儀對(duì)一臺(tái)三軸立式銑床的線性定位誤差進(jìn)行了測(cè)量。這

4、些工作內(nèi)容為數(shù)控機(jī)床幾何誤差補(bǔ)償提供了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第四章，介紹了數(shù)控機(jī)床熱誤差檢測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，詳細(xì)分析了機(jī)床測(cè)溫系統(tǒng)和熱變形測(cè)量系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)。本文突破性的把高精度CCD激光位移傳感器應(yīng)用到數(shù)控機(jī)床誤差檢測(cè)中，為數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償提供了可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 第五章，介紹了曲線擬合的最小二乘法，多輸入單輸出的多元線性回歸法，為數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償提供了良好的數(shù)學(xué)模型。利用基于最小二乘法的多元線性回歸建模方法為數(shù)控機(jī)床的熱