基于光學(xué)自由曲面的機(jī)床誤差建模和測量系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床已成為現(xiàn)代加工技術(shù)的主要設(shè)備。為了滿足現(xiàn)代制造業(yè)對現(xiàn)行使用的各種器件裝置的高精度需要,人們對其精度標(biāo)準(zhǔn)提出了越來越高的要求。作為提升數(shù)控機(jī)床精度的一種重要手段,機(jī)床誤差補(bǔ)償技術(shù)受到了越來越多的應(yīng)用,于是研究并減小導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床自身誤差加劇的主要誤差來源當(dāng)中的幾何誤差對提升數(shù)控機(jī)床加工精度的意義重大。針對五軸數(shù)控機(jī)床,現(xiàn)有的測量手段主要是利用激光干涉儀或者球桿儀并結(jié)合其他配套裝置完成對
　　機(jī)床幾何誤差

2、的測量,存在檢測方法復(fù)雜、測量費(fèi)用高等問題。本文利用光學(xué)自由曲面擁有極大的設(shè)計(jì)空間,可優(yōu)化系統(tǒng)構(gòu)造、提升系統(tǒng)性能的特點(diǎn),提出并設(shè)計(jì)了一種基于光學(xué)自由曲面的機(jī)床誤差測量系統(tǒng),用于普通機(jī)床幾何誤差辨識和檢測。主要研究工作如下:
　　(1)在研究了多體系統(tǒng)理論用于多體系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)誤差建模的前提下,建立了五軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差模型,在此基礎(chǔ)上規(guī)劃了五軸數(shù)控機(jī)床幾何誤差測量路徑,并最終提出了新的數(shù)控機(jī)床幾何誤差測量方法和測量裝置;
　　

3、(2)開發(fā)了數(shù)控機(jī)床幾何誤差測量系統(tǒng),在保證測量精度的同時(shí),減小測量系統(tǒng)成本,實(shí)現(xiàn)了對五軸機(jī)床幾何誤差的高效率、高精度、低成本的綜合測量;
　　(3)設(shè)計(jì)了合適的光學(xué)自由曲面,以適應(yīng)數(shù)控機(jī)床幾何誤差測量系統(tǒng)的測量特點(diǎn),并實(shí)現(xiàn)對光學(xué)自由曲面自身精度的評估,在以光學(xué)自由曲面作為基準(zhǔn)的條件下完成對測量系統(tǒng)的開發(fā)。
　　通過設(shè)計(jì)光學(xué)自由曲面基準(zhǔn)件,搭建實(shí)驗(yàn)平臺,建立測量系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,完成了測量系統(tǒng)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、測量系統(tǒng)精度驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和