加工中心熱誤差機(jī)理分析及誤差實(shí)時(shí)補(bǔ)償研究.pdf

1、本文在國(guó)家科技重大項(xiàng)目數(shù)控專項(xiàng)《航天復(fù)雜結(jié)構(gòu)件高檔數(shù)控加工示范工程》、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目《基于網(wǎng)絡(luò)群控的多軸數(shù)控機(jī)床多誤差動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償》的支持下,以上海航天設(shè)備制造總廠的VDM75三軸立式加工中心為主要研究對(duì)象,詳細(xì)描述了其熱誤差機(jī)理分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化、綜合誤差建模、誤差元素測(cè)量與建模方法、基于虛擬儀器的誤差補(bǔ)償?shù)葍?nèi)容。
　　主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面:
　　1、基于ANSYS有限元分析軟件對(duì) VDM75加工中心建立了有限元模型,

2、分析了機(jī)床的熱源及發(fā)熱量的計(jì)算方法。將機(jī)床熱源作為邊界條件施加在有限元模型上進(jìn)行溫度場(chǎng)以及變形場(chǎng)的分析計(jì)算。有限元分析的結(jié)果可以作為誤差補(bǔ)償?shù)囊罁?jù),另外根據(jù)變形場(chǎng)的分布情況可以依據(jù)熱對(duì)稱的原理對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以達(dá)到誤差預(yù)防的目的,減小機(jī)床的原始誤差。
　　2、介紹了本文所研究的加工中心 VDM75的結(jié)構(gòu)及參數(shù),并針對(duì)其各個(gè)運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行了誤差分析,確定了該加工中心的26項(xiàng)誤差元素。通過(guò)齊次坐標(biāo)變換的方法進(jìn)行了刀具坐標(biāo)系與工件坐

3、標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換,得到了誤差綜合模型。
　　3、介紹了定位誤差和主軸熱漂移誤差的測(cè)量方法,以及溫度變量的采集模塊,包括其軟硬件結(jié)構(gòu)。然后針對(duì)這兩項(xiàng)誤差采取了不同的建模策略建立其模型。對(duì)于定位誤差,將其分離為幾何誤差部分和熱誤差部分分別進(jìn)行建模,幾何部分僅與位置有關(guān),采用多項(xiàng)式擬合,而熱誤差部分的斜率與溫度有關(guān),采用主成分分析方法對(duì)溫度變量進(jìn)行簡(jiǎn)化后再依據(jù)最小二乘原理建立斜率部分的模型,最后疊加得到幾何與熱誤差的綜合模型。而針對(duì)主軸熱