大型球面磨削球度誤差的原位判別與誤差補(bǔ)償.pdf

1、傳統(tǒng)的球度測(cè)量方式主要采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)球形零件的球度進(jìn)行離線檢測(cè)，這種方式一次只能測(cè)量上半個(gè)球面，若要測(cè)量完整球面，需要對(duì)球形零件進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，從而引入重復(fù)定位誤差。此外，采用離線檢測(cè)的方式需要停機(jī)將工件送到檢測(cè)裝置上進(jìn)行檢測(cè)，降低了加工效率，且二次裝夾時(shí)會(huì)引入重復(fù)定位誤差，不利于后續(xù)的補(bǔ)償。球度誤差的原位判別與補(bǔ)償可以提高加工效率，降低廢品率，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)和原位補(bǔ)償。因此，球度誤差的原位判別與評(píng)定對(duì)于球面磨床的在位補(bǔ)償具有重要意義。本文

2、針對(duì)大型球面球度誤差的原位判別與補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究。對(duì)機(jī)床幾何誤差進(jìn)行了建模與分析，對(duì)帶偏球體表面磨削跡線進(jìn)行了模擬仿真，基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行了處理并計(jì)算各項(xiàng)誤差，最后設(shè)計(jì)出一套球度誤差在位補(bǔ)償裝置并提出了具體補(bǔ)償策略。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　研究分析了機(jī)床幾何誤差對(duì)球體表面形狀精度的影響規(guī)律?；诖笮颓蛎婢苣ハ髟恚⒘饲蛎婺ゴ矌缀握`差的數(shù)學(xué)模型，得到了縱向幾何誤差與球度誤差之間的關(guān)系。建立了誤差條件下球體表面單磨粒軌

3、跡的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了仿真模擬，分析了各因素對(duì)磨削跡線形貌的影響。
　　研究了球體表面磨紋軌跡的特性，提出了磨紋軌跡交錯(cuò)度的概念用于評(píng)判球體球度誤差。根據(jù)交錯(cuò)臨界位置條件推導(dǎo)了交錯(cuò)度的數(shù)學(xué)公式，分析了各因素對(duì)磨紋軌跡交錯(cuò)度的影響，揭示了磨紋軌跡交錯(cuò)度、磨床幾何誤差和球體表面形狀精度的內(nèi)在關(guān)系。
　　提出了磨紋表面交錯(cuò)度特征的提取方法。研究了圖像處理的關(guān)鍵技術(shù)，使用邊緣提取、圖像分塊、區(qū)域篩選、模板匹配、圖像計(jì)算的方法，提取了

4、磨紋表面交錯(cuò)度特征。根據(jù)圖像自身特征對(duì)圖像進(jìn)行分塊，基于球體表面磨削紋理特性提出了一種快速區(qū)域搜索算法，解決模板匹配時(shí)運(yùn)行速度較慢的問(wèn)題。針對(duì)不同類(lèi)型磨紋建立了匹配模板庫(kù)，最后實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了所提出的球度判別方法。
　　設(shè)計(jì)了一套基于雙向微位移驅(qū)動(dòng)器的球度誤差在位補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，基于所提出的球度誤差原位判別方法給出了誤差補(bǔ)償策略，并對(duì)該補(bǔ)償方式進(jìn)行了可行性分析。根據(jù)壓電陶瓷微位移驅(qū)動(dòng)器所需承受的最大負(fù)載以及最大位移對(duì)微位移驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行了設(shè)計(jì)選型