面向机身大部件复合加工机床的误差补偿技术研究

摘要

针对数控加工技术在飞机机身大部件制造中的瓶颈，深入开展飞机机身大部件复合加工机床技术研究；开发具有自主知识产权的机身大部件柔性自动化加工机床；掌握机身大部件自动化加工核心技术具有重要意义。由于飞机机身大部件对加工质量、制孔精度要求较高，要求数控机床具有很高的加工精度，因此如何提高数控机床的加工精度成为迫切需要解决的技术难题。为此本文结合了我校与国内某大型航空制造企业针对中小型飞机机身大部件复合加工床合作项目，对数控机床误差补偿技术进行了深入研究。论文的主要工作如下：
　　1.研究了基于多体系统理论的误差建模方法与一般步骤。通过分析机床误差源、机床拓扑结构、机床各个坐标系之间的理想与实际变换矩阵最终建立了特定机床刀尖点位置综合误差模型。
　　2.研究了数控机床检测技术。研究了双频激光干涉仪的测量原理与机床几何误差的九线法测量原理、介绍了机床热误差检测系统的组成与温度测点优化布置策略。
　　3.研究了基于反馈截断式的数控机床误差补偿方法。分析了反馈截断式误差补偿法与原点平移误差补偿法各自的优缺点，介绍了反馈截断式误差补偿法的原理，确定了基于反馈截断式的误差补偿系统的基本功能、组成结构与补偿过程。
　　4.设计了基于反馈截断式的误差补偿系统。对误差补偿系统的各个功能模块进行了详细设计与功能验证。实现了温度与光栅尺位移信息实时采集，实现了依据误差模型计算机床误差并修正光栅尺反馈信号，实现了补偿状态的实时显示。该系统能够满足数控机床误差补偿系统的基本要求。

目录

声明

注释表

第一章 绪论

1.1项目背景

1.2研究意义

1.3国内外研究现状

1.4研究内容及章节安排

第二章 数控机床误差建模技术

2.1概述

2.2数控机床误差源分析

2.3基于多体系统理论的机床误差建模

2.4本章小结

第三章 数控机床误差测量技术

3.1概述

3.2几何误差的检测

3.3热误差检测

3.4本章小结

第四章 基于反馈截断式的误差补偿原理

4.1概述

4.2反馈截断式补偿控制策略

4.3光栅尺反馈原理

4.4光栅尺反馈信号修正方法

4.5误差补偿系统总体设计

4.6本章小结

第五章 基于反馈截断式的误差补偿系统

5.1概述

5.2硬件系统设计

5.3误差补偿控制程序设计

5.4功能验证

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文