数控机床几何和热误差综合数学模型与误差检测系统

摘要

该文在充分了解和深入分析国内外数控机度误差建模技术及热误差检测研究、应用的基础上,通过齐次坐标变换法建立了数控机床的几何和热误差综合数学模型;开发了数控机床温度与热误差检测软硬件系统;利用已经开发完成的检测系统和激光干涉仪对数控车床进行了温度和误差检测;对数控车床误差综合补偿进行了策略研究.全文共为七章.第一章介绍了本课题的背景,及研究内容和技术方案.第二章对数控机床的误差源进行分析,介绍了对三轴数控机床影响最大的21个几何误差分量和14个热误差分量.第三章使用齐次坐标法建立了一台三轴加工中心和一台H2-077数控车床的误差综合数学模型,模型中不仅包含了机床的几何误差元素,而且还包含了机床的热误差元素.第四章研究开发了数控机床温度和热误差检测的软硬件系统,其中包括温度变送器,该系统使用方便,功能齐全.第五章利用已经开发完成的检测系统的激光干涉仪对一台H2-077数控车床进行了温度和几何误差检测,采集数据.第六章对数控机床误差综合补偿进行了策略研究.第七章对本研究工作进行总结关对今后的工作进行初步探讨和展望.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论及课题背景

1.1课题背景

1.2研究内容和技术方案

1.2.1研究内容：

1.2.2技术方案

第二章数控机床误差源分析

2.1几何误差

2.2热误差

第三章数控机床误差综合数学模型

3.1误差综合数学模型建立方法

3.1.1齐次坐标变换法

3.1.2现有热误差建模方法的不足之处

3.1.3三轴加工中心加工精度数学模型举例

3.2本研究课题中数控车床误差综合数学模型的建立

3.2.1数控车床的误差分析

3.2.2机床坐标系的设定及误差元素分析

3.2.3综合误差建模的计算

第四章误差检测系统设计

4.1硬件设计

4.1.1数控车床温度与热误差检测系统硬件设计

4.1.2几何误差检测手段的介绍

4.2温度与热误差检测系统软件设计

第五章数控机床误差检测

5.1温度传感器布点

5.1.1热学的基础知识

5.1.2机床最佳温度测点的布置

5.2位移传感器布置

5.3误差的激光干涉仪检测

5.3温度场检测

第六章数控机床误差综合补偿实施策略

6.1概论

6.2误差补偿控制系统的控制方式

6.2.1闭环反馈补偿控制方式

6.2.2开环前馈补偿控制方式

6.2.3半闭环前馈补偿控制方式

6.3误差补偿控制系统的补偿实施策略

6.3.1反馈中断策略

6.3.2原点平移策略

第七章结论和今后工作

7.1结论

7.2今后的工作

参考文献

致谢

附录