基于多體系統(tǒng)運動學的數(shù)控磨齒機幾何誤差建模及補償研究.pdf

1、磨齒機是齒輪的主要精加工裝備,其加工精度一般能夠達到ISO3-5級。隨著對齒輪精度要求的不斷提高,高速、精密、大型數(shù)控磨齒機的市場需求越來越多。在磨齒時,由制造誤差和裝配誤差引起的幾何誤差已成為磨齒誤差的主要來源。為了提高磨齒精度,必須對磨齒誤差產(chǎn)生的原因進行分析,找出主要誤差來源并進行補償。目前,由于我國對數(shù)控磨齒機的研發(fā)、生產(chǎn)起步較晚,性能指標特別是精度指標較國外先進水平有較大差距,磨齒精度不高已成為制約我國磨齒機上檔次的瓶頸問題。

2、為此,本文基于多體系統(tǒng)動力學理論,進行了提高數(shù)控磨齒機加工精度的方法與技術研究,對于提高磨齒機性能及加工精度具有一定的理論意義和實際應用價值。主要研究內(nèi)容包括:
　　首先,利用多體系統(tǒng)運動學理論和齊次坐標變換方法,進行多軸數(shù)控磨齒機幾何誤差建模研究。在考慮誤差情況下,分析多體系統(tǒng)的幾何描述方法。以YW7232型數(shù)控磨齒機為例,將機床結構簡化為多體系統(tǒng),并建立多體系統(tǒng)坐標系,推導出相鄰運動體之間的坐標變換矩陣。將機床分為齒輪磨削系統(tǒng)

3、、砂輪修整系統(tǒng)和在機測量系統(tǒng),建立數(shù)控磨齒機幾何誤差模型。
　　其次,進行磨齒機幾何誤差測量方法研究。采用激光干涉儀對機床的幾何誤差進行測量,并根據(jù)機床幾何誤差類型的不同,討論了平動軸的定位誤差及回轉軸的旋轉誤差測量方法。
　　接著,進行基礎誤差的辨識方法研究。根據(jù)機床軸的誤差自由度,采用九線誤差辨識法對平動軸的六個基礎誤差以及平動軸間的三個垂直度誤差進行求解;利用幾何關系將回轉軸的旋轉誤差、軸向跳動和徑向跳動誤差分解為六個