基于球桿儀的高速五軸數(shù)控機(jī)床綜合誤差建模與檢測(cè)方法.pdf

1、裝配有高速電主軸與直線(xiàn)電機(jī)的現(xiàn)代高速機(jī)床的熱誤差檢測(cè)是當(dāng)前業(yè)內(nèi)的研究熱點(diǎn)問(wèn)題，尤其電主軸熱漂移誤差的檢測(cè)是廣受關(guān)注的難點(diǎn)問(wèn)題。結(jié)合五軸高速加工中心誤差檢測(cè)項(xiàng)目，本論文研究了轉(zhuǎn)動(dòng)軸誤差檢測(cè)方法、一體式電主軸系統(tǒng)、直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)熱誤差檢測(cè)方法等現(xiàn)代高端機(jī)床精度檢測(cè)難點(diǎn)問(wèn)題，建立了加工中心綜合誤差數(shù)學(xué)模型，完成了對(duì)電主軸系統(tǒng)、直線(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)的有限元熱分析，并完成基于球桿儀的機(jī)床綜合誤差檢測(cè)試驗(yàn)。取得的主要研究成果如下： □基于齊次坐標(biāo)

2、變換原理，建立了基于球桿儀檢測(cè)原理的綜合誤差模型，該模型包含對(duì)加工精度影響較大的工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸C軸的四項(xiàng)安裝定位誤差，主軸熱漂移誤差，以及直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下的三直軸各項(xiàng)幾何誤差與熱誤差，據(jù)此模型，提出了基于球桿儀測(cè)量原理的誤差檢測(cè)方法； □基于有限元熱分析方法，借助商用軟件ANSYS的熱分析模塊完成了機(jī)床整體溫度場(chǎng)分布，主軸與直線(xiàn)導(dǎo)軌熱變形的有限元分析，得出了主軸的三種可能熱變形模式與直線(xiàn)導(dǎo)軌的熱變形模式； □構(gòu)建了針對(duì)高速五

3、軸機(jī)床的主要誤差元素的球桿儀檢測(cè)模式，完成了各檢測(cè)模式的球桿儀檢測(cè)軌跡仿真，據(jù)此得出工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸C軸的四項(xiàng)安裝定位誤差、主軸熱漂移誤差以及直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)下的三直軸各項(xiàng)幾何誤差與熱誤差的球桿儀圓軌跡特征； □根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)傳遞鏈的封閉性原理，提出了基于球桿儀測(cè)量數(shù)據(jù)的幾何誤差與熱誤差分離方法，并應(yīng)用最小二乘法提出了球桿儀自身安裝定位誤差的分離方法，提高了檢測(cè)精度； □綜合球桿儀檢測(cè)數(shù)據(jù)，繪制主軸熱漂移規(guī)律曲線(xiàn)，直線(xiàn)導(dǎo)軌上不同位