基于雅可比旋量和齊次坐標變換的三軸立式加工中心精度綜合.pdf

1、數(shù)控機床的綜合誤差建模較多的關注于組件誤差對于機床誤差的影響機理和傳遞方式，對于零件誤差如何影響組件誤差，其具體的影響程度缺少系統(tǒng)性的研究。但是，在進行精度設計的時候這部分的研究內容具備非常重要的指導意義。
　　對于裝配體的公差分析大多以傳統(tǒng)的尺寸鏈方法為主，難以解決三維的誤差綜合以及形位公差的表達。本文引入基于小位移旋量和雅可比傳遞矩陣的雅可比旋量模型，能夠較好地解決零件誤差的建模和傳遞。對于誤差源貢獻度和敏感度的分析將更好地為

2、在制造和裝配端進行精度控制提供理論依據(jù)。
　?。?）基于小位移旋量的雅可比旋量建模方法
　　本文首次將雅可比建模方法應用在機床裝配體上，在復雜的裝配過程及約束條件下，運用小位移旋量模型對各個特征公差進行表達，求解其變動范圍，以此建立各零件制造誤差及裝配誤差的表達式；在此基礎上，建立不同坐標系間的雅可比傳遞矩陣。針對可能出現(xiàn)的并聯(lián)裝配體的約束關系，對小位移旋量的建立和綜合進行了研究，提出了解決多約束條件下小位移旋量的合成方法。

3、
　?。?）機床單軸的綜合誤差建模
　　雅可比旋量模型之前主要應用于齒輪泵和發(fā)動機的裝配過程分析之中，本文將其應用在機床單軸的綜合誤差建模上，通過對機床單軸的結構分析，辨別影響單軸綜合誤差的各項誤差源及其對應的綜合誤差旋量。通過建立各零件制造誤差及裝配過程的小位移旋量，運用雅可比矩陣進行誤差傳遞與累積，最終綜合考慮絲杠對于移動方向定位精度的影響，建立機床單軸的綜合誤差模型。
　?。?）基于蒙特卡羅模擬的誤差綜合和靈敏度

4、分析
　　在完成對機床單軸綜合誤差建模的基礎上，采用蒙特卡羅模擬方法，對各零件、各旋量生成隨機數(shù)，進行大數(shù)據(jù)模擬，得到機床單軸綜合誤差的極值和置信區(qū)間在95.45%的數(shù)理統(tǒng)計結果。運用控制變量法，單一改變零件的誤差旋量，分析其對綜合誤差旋量的貢獻度和敏感度，得到制造和裝配過程中對各誤差源進行精度控制的理論依據(jù)。
　　（4）三軸立式加工中心的誤差綜合及分析
　　在上述研究的基礎上，針對三軸立式加工中心Y軸、X軸、Z軸各自