机床几何误差对在线测量精度的影响研究

论文摘要

零件在线检测技术可以提高零件生产效率,已经在现代制造中得到越来越多的应用。但由于数控机床在线测量环境复杂,误差影响因素多,较难获得满意的实际测量精度,从而限制了其在我国制造检测过程中的广泛应用。本文对加工中心在线检测系统的组成、工作原理、测头的测量原理进行了简要介绍,对包括机床误差及测头误差在内的数控加工中心在线检测误差进行了深入分析,确定了加工中心在线检测的主要误差。分析了数控机床的拓扑结构,并根据数控机床在线检测系统的实际情况,用低序体阵列的方法对机床在线检测系统进行了描述。基于多体系统动力学分析方法对机床误差进行了分析,将机床系统分成测头分支和工作台分支,分析床身到测头和工作台之间的坐标变换关系,并建立变换矩阵和误差变换矩阵,最后建立了数控加工中心在线检测误差模型。在深入分析现有机床21项几何误差参数测量和辨识方法的基础上,针对二十二线、十四线和九线误差参数测量和综合辨识方法中存在的问题,综合其优点,提出了新的改进的九线法方法,并通过实验对这改进后的方法进行了验证。最后,对论文的研究工作进行了总结并对今后的研究工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出与意义
• 1.2 国内外研究动态
• 1.3 测量方法的比较与目前存在的问题
• 1.4 本论文的主要研究内容
• 第二章 机床在线检测系统及其误差分析
• 2.1 机床在线检测系统组成及工作原理
• 2.2 机床在线检测误差分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 基于多体系统理论的机床在线检测误差建模研究
• 3.1 多体系统理论及其描述方法的研究
• 3.2 基于多体系统理论的在线检测系统的误差建模研究
• 3.3 在线测量误差的补偿方法研究
• 3.4 本章小结
• 第四章 机床几何误差参数辨识方法研究
• 4.1 现有的数控机床几何误差测量方法研究
• 4.2 机床几何误差参数综合辨识及九线法改进方法的研究
• 4.3 本章小结
• 第五章 实验研究
• 5.1 实验系统与测量
• 5.2 机床误差参数辨识计算与对比
• 5.3 机床几何误差对在线测量的影响仿真分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文