超精密微磨床热误差补偿控制系统的研究

摘要

随着现代科学技术的快速发展，各个领域（航空领域，国防领域，现代医学领域，生物工程领域等）对精密三维微型零件的需求越来越迫切。微小型零件和加工微小型零件的微型设备的自身明显特征，在使用性能，材料特质，可靠性能，结构大小等方面的要求也逐渐升高。当代的制造设备正在向微型化的方向发展。随着微小型机械制造技术的迅速发展，微小型系统的热误差补偿系统成为了世界各国互相竞争研究的新方向。
　　本文以自主研发的超精密微磨床为研究对象，从对微磨床进行结构分析，到建立热误差模型，搭建开放性数控系统，所取得研究成果对实际生产具有一定的指导意义。本课题的主要研究内容如下：
　　在分析了大量的国内外文献资料的基础上，介绍了本课题的背景、意义、国内外在桌面磨床方面的发展现状以及机床热误差补偿系统的研究情况。以自主研发的超精密微磨床为研究对象，分析微磨床的结构，确定微磨床加工热误差产生的原因。在确定微磨床的热敏感源位置以后，对微磨床进行热温升和热变形的检测分析。根据检测结果进行误差分离建模，找到微磨床各发热源温度与热变形之间的准确函数关系，用温度和位置量来表达刀具与工件之间的某误差分量的公式。最后对补偿算法进行控制动态特性分析，设计微磨床温度补偿系统的方案，建立基于PMAC的开放式数控微磨床热误差补偿系统。

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第1章 绪论

1.1课题研究的背景及意义

1.2国内外发展现状

1.3课题研究的主要内容

1.4本章小结

第2章 微磨床热误差源分析

2.1引言

2.2机床误差源的分析

2.3数控微磨床的热源与热变形分析

2.4本章小结

第3章 微磨床的热误差建模

3.1引言

3.2多元回归理论概述

3.3数控微磨床热误差建模

3.4本章小结

第4章 补偿策略的确定及补偿算法的特性分析

4.1引言

4.2误差补偿控制系统的控制方式

4.3误差补偿控制系统的补偿策略

4.4本章小结

第5章 微磨床的补偿系统设计

5.1引言

5.2运动控制器概述

5.3微磨床的PMAC数控系统

5.4基于PMAC数控系统的误差补偿

5.5本章总结

第6章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和获得的科研成果

致谢