數(shù)控機(jī)床等效切削力綜合誤差辨識與補(bǔ)償技術(shù)的研究.pdf

1、等效切削力綜合誤差是機(jī)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(bǔ)償中存在的問題，本文通過對數(shù)控機(jī)床加載恒定載荷，以此模擬機(jī)床的實(shí)際受力狀況，進(jìn)而在多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的基礎(chǔ)上，對三軸數(shù)控機(jī)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(jìn)行了測量和補(bǔ)償研究，主要工作如下:
　　(1)建立了三軸數(shù)控機(jī)床等效切削力綜合誤差補(bǔ)償所需的數(shù)學(xué)模型。在對多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)

2、學(xué)相關(guān)理論體系進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，將多體系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、低序體陣列以及齊次坐標(biāo)變換實(shí)際運(yùn)用到三軸數(shù)控機(jī)床的誤差建模上，在載荷力作用的條件下推導(dǎo)了機(jī)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(jī)床刀尖點(diǎn)坐標(biāo)與工件上待加工點(diǎn)坐標(biāo)向同一坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)了等效切削力綜合誤差的數(shù)學(xué)建模，為通過軟件補(bǔ)償提高數(shù)控機(jī)床的加工精度提供了理論基礎(chǔ)。
　　(2)設(shè)計(jì)了恒定載荷加載方案，實(shí)現(xiàn)了力與等效切削力綜合誤差的直接對應(yīng)。采用SDC-C4F型

3、測力儀測量三軸數(shù)控機(jī)床的實(shí)際切削力，以此做為加載恒定載荷的參考標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)了恒定載荷的加載裝置，使用該裝置將恒定載荷加載到機(jī)床工作臺上，通過作用到機(jī)床工作臺上的載荷力模擬機(jī)床的實(shí)際受力狀況，在此條件下采用激光干涉儀實(shí)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(shí)對這兩種誤差的求和運(yùn)算，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了幾何誤差與力誤差的自動(dòng)耦合。
　　(3)開發(fā)了等效切削力綜合誤差補(bǔ)償軟件。在綜合使用MATLAB及

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