重型數(shù)控落地銑鏜床綜合誤差補償研究.pdf

1、國內(nèi)圖書分類號：10502.13國際圖書分類號：621.01學(xué)校代碼：10213密級：公開工學(xué)博士學(xué)位論文重型數(shù)控落地銑鏜床綜合誤差補償研究博士研究生：劉一嘉導(dǎo)師：高棟教授申請學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科：機械制造及其自動化所在單位：機電工程學(xué)院答辯曰期：2015年1月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要摘要重型數(shù)控落地銑鏜床具有開放式結(jié)構(gòu)，適合大型零部件高精度平面和孔系的加工，但是精度不足限制了該機床的應(yīng)用。針對該機床空間誤差進行控制和補償有著重要

2、的現(xiàn)實意義和研宄價值。然而對該類機床的精度檢測和誤差補償技術(shù)的研宄還不夠完善。本文首先對重型數(shù)控落地銑鏜床進行了誤差溯源分析，在提出了該機床的幾何誤差和熱誤差的耦合方式的基礎(chǔ)上，建立了包含幾何與熱耦合誤差和動態(tài)跟蹤誤差的綜合誤差模型，并推導(dǎo)了機床誤差敏感系數(shù)矩陣。分析誤差測量不確定度并提出測量精度保持方法。依據(jù)統(tǒng)計方法得到了激光跟蹤儀測量要素的不確定度分布。通過實驗研宄得出了機床低溫升時以熱漂移誤差為主要熱誤差形態(tài)的特性，建立了空間測量

3、點熱漂移誤差模型，測量得出了機床重復(fù)定位誤差的分布，綜合跟蹤儀和機床對測量不確定度的影響，依據(jù)乂0時60^110法評估了測量不確定度。為降低測量不確定度，優(yōu)化了跟蹤儀的測量站位，同時提出了工作空間分割和多站位測量方法，通過實驗驗證了上述方法對降低測量不確定度的有效性。在分區(qū)測量空間誤差的基礎(chǔ)上辨識幾何誤差。依據(jù)誤差敏感系數(shù)矩陣分析得到了空間誤差對幾何誤差的敏感性以及機床空間尺寸〔V軸、從軸、2軸坐標和刀具尺寸〉對敏感性的影響規(guī)律。在此基

4、礎(chǔ)上提出了采用激光跟蹤儀的四線制測量與粒子群優(yōu)化算法相結(jié)合的幾何誤差辨識方法。該方法引入了粒子群優(yōu)化算法，辨識得到了垂直度誤差、線性位移誤差和轉(zhuǎn)角誤差。以激光干涉儀的測量結(jié)果為依據(jù)對比驗證了上述誤差辨識方法的有效性。為辨識動態(tài)跟蹤誤差建立了機床的跟隨誤差和圓軌跡輪廓誤差模型。測量了機床X軸和V軸聯(lián)動的圓軌跡誤差，分析得到圓軌跡誤差隨機床運動參數(shù)的變化規(guī)律，基于此變化規(guī)律研宄了動態(tài)跟蹤誤差和準靜態(tài)誤差的解耦方法。結(jié)合圓軌跡輪廓誤差模型和解