數(shù)控機(jī)床誤差高效測量方法研究及應(yīng)用.pdf

1、精密和超精密加工技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械制造的重要組成部分，成為提高國際競爭力的重要技術(shù)。數(shù)控機(jī)床作為加工的重要裝備，面對新的要求暴露出了自身的不足。提高數(shù)控機(jī)床的精度是提高數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品質(zhì)量、增強(qiáng)市場競爭力的關(guān)鍵所在，數(shù)控機(jī)床的誤差問題已經(jīng)成為了其廣闊運(yùn)用的障礙。誤差補(bǔ)償技術(shù)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題，機(jī)床的精度得到了有效的提高。作為補(bǔ)償技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)，誤差的測量及建模技術(shù)的研究也越來越受到重視。 論文主要研究內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)：

2、 （1）研究了球桿儀測量機(jī)床熱誤差原理。先從球桿儀基本測量原理研究，構(gòu)建球桿儀測量機(jī)床綜合誤差的數(shù)學(xué)模型，研究測量結(jié)果是如何反映機(jī)床所存在的各個(gè)單項(xiàng)誤差。進(jìn)而研究球桿儀測量機(jī)床熱誤差的數(shù)學(xué)模型，在綜合誤差的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分離熱誤差，從而可以了解熱誤差對機(jī)床的復(fù)合影響。 （2）分析列舉了數(shù)控機(jī)床的各個(gè)單項(xiàng)誤差及主要的誤差源，然后從誤差源著手，分析典型及主要誤差源對機(jī)床精度的影響，在球桿儀測量結(jié)果上的反映。通過觀察及分析球桿儀測

3、量結(jié)果，從綜合誤差中迅速找出形成誤差的主要原因，并給出推薦對策，使得測量結(jié)果可以迅速應(yīng)用于實(shí)踐。 （3）通過多次實(shí)驗(yàn)采集機(jī)床誤差信息，分析機(jī)床綜合誤差，分析誤差產(chǎn)生的原因，并通過模擬誤差補(bǔ)償，觀察誤差補(bǔ)償?shù)膶?shí)施效果，驗(yàn)證誤差源分析結(jié)果。通過具體實(shí)例進(jìn)行機(jī)床綜合誤差測量和補(bǔ)償，畫出補(bǔ)償前后的誤差曲線，通過補(bǔ)償實(shí)例及補(bǔ)償前后誤差曲線可以驗(yàn)證使用球桿儀進(jìn)行測量以及補(bǔ)償?shù)恼_性和高效性。 （4）分析了球桿儀的誤差測量原理及其存在

4、的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上通過分析機(jī)床伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與輪廓誤差間的關(guān)系，提出了基于激光多普勒位移測量儀的圓軌跡非接觸測量新方法。利用該方法通過在小半徑狀態(tài)下對不同半徑及不同進(jìn)給速率情況下的輪廓誤差測量可以反映機(jī)床伺服系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了機(jī)床伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性與輪廓誤差間的關(guān)系，結(jié)果顯示基于激光多普勒位移測量儀的園軌跡非接觸測量是一個(gè)伺服調(diào)節(jié)、控制參數(shù)最佳化以及輪廓核查的重要方法，為在高速、小半徑加工條件下實(shí)現(xiàn)高精度輪廓加工提供了理