車(chē)銑復(fù)合機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)建模及幾何誤差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代加工的高速發(fā)展促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床朝著高精度、高效率、高速度、復(fù)合化的方向發(fā)展，車(chē)銑復(fù)合機(jī)床憑借其諸多優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為現(xiàn)代加工中心的一個(gè)主要方向。同時(shí)，隨著對(duì)零件表而質(zhì)量要求的不斷提高，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)于如何提高機(jī)床的加工精度展開(kāi)了大量研究。幾何誤差補(bǔ)償在不增加制造精度等級(jí)的基礎(chǔ)上，不僅可以提高現(xiàn)有機(jī)床的加工精度，同時(shí)具有開(kāi)發(fā)成本低，難度小的優(yōu)點(diǎn)，因此通過(guò)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，研究幾何誤差并補(bǔ)償對(duì)于促進(jìn)中國(guó)制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
　　基于產(chǎn)

2、品的加工需求，安徽省鴻慶精機(jī)有限公司研制了TMS-200s車(chē)銑復(fù)合機(jī)床，并針對(duì)該機(jī)床中的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)與合肥工業(yè)大學(xué)CIMS研究所展開(kāi)研究。本文以該機(jī)床為研究對(duì)象，從運(yùn)動(dòng)學(xué)建模、幾何誤差分析與測(cè)量、幾何誤差補(bǔ)償量計(jì)算及誤差補(bǔ)償軟件設(shè)計(jì)這四個(gè)方面進(jìn)行了深入研究，具體內(nèi)容如下:
　　1.分析了車(chē)銑復(fù)合機(jī)床的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以多體系統(tǒng)理論和齊次坐標(biāo)變換為基礎(chǔ),建立了在銑削模式和車(chē)削模式下的運(yùn)動(dòng)學(xué)理論模型，針對(duì)銑削模式下逆解產(chǎn)生的多解問(wèn)題，提出了

3、角度判斷優(yōu)化算法，解決了轉(zhuǎn)角突變問(wèn)題。通過(guò)在VERICUT中對(duì)自由曲面和階梯軸進(jìn)行仿真加工，驗(yàn)證了運(yùn)動(dòng)學(xué)模型及優(yōu)化算法的正確性;2.研究了機(jī)床的位置相關(guān)誤差與位置無(wú)關(guān)誤差，建立了考慮誤差后的運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)際模型，計(jì)算了刀具在工件坐標(biāo)系下位置矢量與方向矢量的偏差。通過(guò)激光干涉儀采用單步測(cè)量法辨識(shí)出該機(jī)床主要的誤差項(xiàng)，建立了運(yùn)動(dòng)軸位置相關(guān)誤差的預(yù)測(cè)模型;3.從微分角度分析運(yùn)動(dòng)軸的誤差，通過(guò)微分法計(jì)算出各運(yùn)動(dòng)軸在機(jī)床坐標(biāo)系下的補(bǔ)償量。根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)實(shí)際