數(shù)控機(jī)床加工精度在線測(cè)量與誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

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

2、中心THM6380為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，研究了機(jī)床加工精度在線測(cè)量系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、誤差建模和誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題，并給出了相應(yīng)的解決方案。本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　①首先分析了機(jī)床加工精度在線測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量原理及完成測(cè)量的幾個(gè)主要步驟，針對(duì)數(shù)控機(jī)床的主要組成部分：機(jī)床本體、伺服系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等簡(jiǎn)要介紹了測(cè)量系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，深入分析了影響測(cè)量系統(tǒng)的各項(xiàng)影響因子的基礎(chǔ)上，得出影響測(cè)量精度的主要因素。從機(jī)床幾何誤差、熱誤差及測(cè)

3、頭系統(tǒng)誤差三個(gè)方面，闡述了測(cè)量誤差產(chǎn)生的原因；
　　②以 THM6380為研究對(duì)象，分析了機(jī)床的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其低序體陣列，建立了基于多體系統(tǒng)理論的機(jī)床幾何誤差預(yù)測(cè)模型。為測(cè)得機(jī)床各軸的幾何誤差參數(shù)，本文提出用九線法和球桿儀來(lái)測(cè)得所需參數(shù)，并且通過(guò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了模型補(bǔ)償方法的有效性；
　?、塾没疑P(guān)聯(lián)度理論從機(jī)床初始的八個(gè)溫度測(cè)量點(diǎn)中計(jì)算選取了四個(gè)關(guān)鍵溫度測(cè)量點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上建立了灰色GM（1,4）機(jī)床熱誤差預(yù)測(cè)模型，該模型搭建了

4、機(jī)床熱變形與溫度測(cè)量點(diǎn)之間的映射關(guān)系，可根據(jù)機(jī)床加工環(huán)境及自身溫度變化來(lái)計(jì)算機(jī)床熱誤差，并通過(guò)對(duì)比補(bǔ)償前后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了該補(bǔ)償方法的準(zhǔn)確性；
　?、茉诜治隽藴y(cè)頭系統(tǒng)誤差產(chǎn)生機(jī)理后，文章提出用測(cè)頭半徑補(bǔ)償來(lái)減少測(cè)頭系統(tǒng)的測(cè)量誤差。文章建立了測(cè)頭系統(tǒng)測(cè)頭標(biāo)定的數(shù)學(xué)模型，提出了使用雙線性插補(bǔ)的方法對(duì)測(cè)頭系統(tǒng)的測(cè)頭半徑補(bǔ)償，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該補(bǔ)償方法的正確性。
　?、菀跃芘P式加工中心THM6380為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，共進(jìn)行了無(wú)誤差補(bǔ)償