數(shù)控機床定位誤差復(fù)合建模與補償研究.pdf

1、本課題是在“國家科技重大專項”、“國家自然科學(xué)基金”、“高等學(xué)校博士學(xué)科點專項科研基金”的支持下,以上海航天設(shè)備制造總廠的VDM75立式加工中心為主要研究對象,對其定位誤差產(chǎn)生機理、精密建模和實時補償進(jìn)行相關(guān)研究。
　　本文研究的主要內(nèi)容有:
　　(1)對加工中心的定位誤差來源進(jìn)行機理分析,確定幾何和熱作用下的定位誤差為主要研究對象。分析對定位精度影響最大的進(jìn)給系統(tǒng)結(jié)構(gòu),確定滾珠絲杠支撐方式以及主要熱源分布。
　　(2

2、)基于ANSYS有限元仿真分析軟件,建立了加工中心滾珠絲杠的有限元模型。將滾珠絲杠支承軸承及絲杠螺母處所產(chǎn)生的熱量作為邊界條件,采用均勻加載和載荷步兩種熱量加載方式分別分析了滾珠絲杠穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)的溫度場及熱變形場。
　　(3)對加工中心在全溫度下的定位誤差和對應(yīng)關(guān)鍵點溫度進(jìn)行了采集。將定位誤差分為與位置有關(guān)的誤差和與位置無關(guān)的誤差。根據(jù)全溫度復(fù)合建模理論,先對機床某一位置處的定位誤差采用縱向建模,即忽略該處機床位置的影響,再建立縱向

3、建模系數(shù)與機床位置之間的關(guān)系。最后綜合考慮機床位置和溫度的影響,確定了加工中心定位誤差復(fù)合預(yù)測模型。
　　(4)確定了機床誤差補償?shù)目刂品绞郊皩嵤┎呗?并對其原理進(jìn)行了分析。在此基礎(chǔ)上,以FANUC數(shù)控系統(tǒng)原點偏移功能作為機床誤差補償接口,用VB構(gòu)建了機床軟件誤差補償平臺。通過以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)通訊方式,實現(xiàn)了上位機誤差補償平臺與機床之間的數(shù)據(jù)通訊。最后在立式和臥式加工中心上的實驗表明,基于原點偏移功能的誤差補償平臺和本課題建立的定位誤