數(shù)控機床加工精度在線測量與誤差實時補償技術(shù)研究.pdf

1、機床制造是我國制造業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)。隨著機床結(jié)構(gòu)的集成化和自動化的發(fā)展趨勢，以及高精度、高效率及高質(zhì)量的生產(chǎn)要求，機床的加工精度受到了廣泛關(guān)注。加工精度在線測量與誤差實時補償技術(shù)的應用，能適應零件一次裝夾即可加工完成的功能特點，在確保零件加工精度的同時，極大縮短了零件周轉(zhuǎn)時間，提升了機床的生產(chǎn)效率。本課題以國家重大專項“高精度數(shù)控齒輪加工機床箱體類零件柔性制造系統(tǒng)核心技術(shù)研究及應用示范工程”為研究背景，以四川普什寧江機床廠生產(chǎn)的精密臥式加工

2、中心THM6380為實驗對象，研究了機床加工精度在線測量系統(tǒng)總體設(shè)計、誤差建模和誤差實時補償?shù)葐栴}，并給出了相應的解決方案。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　①首先分析了機床加工精度在線測量系統(tǒng)的測量原理及完成測量的幾個主要步驟，針對數(shù)控機床的主要組成部分：機床本體、伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、測量系統(tǒng)及計算機系統(tǒng)等簡要介紹了測量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，深入分析了影響測量系統(tǒng)的各項影響因子的基礎(chǔ)上，得出影響測量精度的主要因素。從機床幾何誤差、熱誤差及測

3、頭系統(tǒng)誤差三個方面，闡述了測量誤差產(chǎn)生的原因；
　　②以 THM6380為研究對象，分析了機床的拓撲結(jié)構(gòu)及其低序體陣列，建立了基于多體系統(tǒng)理論的機床幾何誤差預測模型。為測得機床各軸的幾何誤差參數(shù)，本文提出用九線法和球桿儀來測得所需參數(shù)，并且通過測量實驗驗證了模型補償方法的有效性；
　　③用灰色關(guān)聯(lián)度理論從機床初始的八個溫度測量點中計算選取了四個關(guān)鍵溫度測量點，在此基礎(chǔ)上建立了灰色GM（1,4）機床熱誤差預測模型，該模型搭建了

4、機床熱變形與溫度測量點之間的映射關(guān)系，可根據(jù)機床加工環(huán)境及自身溫度變化來計算機床熱誤差，并通過對比補償前后的實驗數(shù)據(jù)，驗證了該補償方法的準確性；
　?、茉诜治隽藴y頭系統(tǒng)誤差產(chǎn)生機理后，文章提出用測頭半徑補償來減少測頭系統(tǒng)的測量誤差。文章建立了測頭系統(tǒng)測頭標定的數(shù)學模型，提出了使用雙線性插補的方法對測頭系統(tǒng)的測頭半徑補償，并通過實驗驗證了該補償方法的正確性。
　?、菀跃芘P式加工中心THM6380為實驗對象，共進行了無誤差補償