錄磁機加工誤差機理分析、建模及補償研究.pdf

1、本課題是在“國家科技重大專項（No.2015ZX04005001）”、“國家重大科研儀器研制項目（No.51527806）”、“上海市產(chǎn)學研項目（滬CXY-2013-29）”等項目的大力支持下，以上海平信機電制造有限公司的九米直線式磁柵錄磁機為主要研究對象，對錄磁機的加工機理、機床熱變形、機床定位誤差等方面進行了誤差分析、測量、建模及誤差補償?shù)妊芯抗ぷ鳌?br>　　磁柵尺作為工業(yè)領(lǐng)域中的常用位移測量工具，以其成本低、抗污性能強、精度高、

2、行程廣等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機床以及工業(yè)測量領(lǐng)域中。錄磁機作為磁柵尺的加工機床，其定位精度的高低很大程度上決定了磁柵尺測量結(jié)果的準確與否。分析研究錄磁機的誤差機理并進行誤差補償以大幅度提高其錄磁精度，具有重要的實用價值和明顯的經(jīng)濟作用。
　　本文所研究的主要內(nèi)容包括以下幾個方面：
　?。?）根據(jù)錄磁機的床身結(jié)構(gòu)、工作原理以及磁柵尺的刻錄方法，分析了錄磁機的誤差形成機理，討論了不同的誤差因素對磁柵尺最終精度的具體影響，并運用齊

3、次坐標變換理論建立了錄磁機的綜合誤差模型，為錄磁機的優(yōu)化補償?shù)於死碚摶A(chǔ)。
　?。?）在分析錄磁機錄磁過程中發(fā)熱來源及傳熱特性的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件模擬了錄磁機的溫度場以及變形場，結(jié)合模型預(yù)測結(jié)果及生產(chǎn)實際情況，初步分析了對錄磁機熱變形影響較大的熱關(guān)鍵點，為錄磁機的定位誤差及溫升變化實地測量奠定基礎(chǔ)。
　?。?）根據(jù)定位誤差數(shù)據(jù)點分布規(guī)律及其對應(yīng)的溫度變化情況，幾何誤差采用基于壓緊樣條條件下的三次樣條插值算法，熱誤差基于

4、最小二乘擬合的建模思路，建立了幾何與熱復(fù)合定位誤差模型，并在一臺車床上進行了初步驗證后，再根據(jù)錄磁機的溫升特征，運用該模型對錄磁機的定位誤差進行了分析與預(yù)測。
　?。?）以建立的錄磁機誤差模型為基礎(chǔ)，進行了錄磁機的誤差補償實驗研究。通過將誤差模型得到的理論值，輸入錄磁機的控制系統(tǒng)中，使交流伺服電機輸出等大、反向的誤差補償值，驗證所建誤差模型的正確性及其建模效果，同時實現(xiàn)錄磁機的定位誤差補償，以大幅度提高錄磁機的錄磁精度和磁柵尺的定