數(shù)控機床等效切削力綜合誤差辨識與補償技術的研究.pdf

1、等效切削力綜合誤差是機床在受恒定載荷作用的前提下，其幾何誤差和恒定載荷所產(chǎn)生的力誤差相耦合之后的綜合誤差。為了解決目前幾何誤差與切削力誤差綜合補償中存在的問題，本文通過對數(shù)控機床加載恒定載荷，以此模擬機床的實際受力狀況，進而在多體系統(tǒng)運動學理論的基礎上，對三軸數(shù)控機床的幾何誤差與力誤差耦合而成的等效切削力綜合誤差進行了測量和補償研究，主要工作如下:
　　(1)建立了三軸數(shù)控機床等效切削力綜合誤差補償所需的數(shù)學模型。在對多體系統(tǒng)運動

2、學相關理論體系進行分析的基礎上，將多體系統(tǒng)拓撲結構、低序體陣列以及齊次坐標變換實際運用到三軸數(shù)控機床的誤差建模上，在載荷力作用的條件下推導了機床各體上幾何誤差與力誤差綜合作用的特征變換矩陣，通過將機床刀尖點坐標與工件上待加工點坐標向同一坐標系的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)了等效切削力綜合誤差的數(shù)學建模，為通過軟件補償提高數(shù)控機床的加工精度提供了理論基礎。
　　(2)設計了恒定載荷加載方案，實現(xiàn)了力與等效切削力綜合誤差的直接對應。采用SDC-C4F型

3、測力儀測量三軸數(shù)控機床的實際切削力，以此做為加載恒定載荷的參考標準，設計了恒定載荷的加載裝置，使用該裝置將恒定載荷加載到機床工作臺上，通過作用到機床工作臺上的載荷力模擬機床的實際受力狀況，在此條件下采用激光干涉儀實現(xiàn)了對等效切削力綜合誤差的直接測量;無需再分別測量幾何誤差和力誤差，避免了求取綜合誤差時對這兩種誤差的求和運算，進而實現(xiàn)了幾何誤差與力誤差的自動耦合。
　　(3)開發(fā)了等效切削力綜合誤差補償軟件。在綜合使用MATLAB及

4、VisualStudio2010開發(fā)平臺的基礎上，將所建誤差補償模型以及綜合誤差參數(shù)求解方程在MATLAB中進行封裝，采用development tool命令編譯器生成了Visual Studio2010所能識別的動態(tài)鏈接庫，實現(xiàn)了補償軟件對二者的直接調(diào)用，結合對數(shù)控加工指令實施的插補運算，將誤差補償?shù)南嚓P理論研究通過C＃編寫成補償軟件的運行程序，以軟件的方式實現(xiàn)了對數(shù)控加工指令的誤差補償，極大提高了誤差補償?shù)男省?br>　　(4)實