四轴卧式加工中心精度建模与实验研究

摘要

本文以一种精密级四轴卧式加工中心为对象,系统研究了该机床精度保障体系中的若干关键技术,包括运动学误差建模、装配偏差建模,并开展整机误差检测实验。论文取得了如下成果:
　　(1)利用齐次坐标变换矩阵的方法建立了机床各运动副在理想∕实际情况下的空间运动变换矩阵。基于多体系统运动学理论,将机床成形运动抽象为刀具运动轴系和工件运动轴系,建立了刀具相对于工件位姿误差同运动误差之间的映射关系。
　　(2)分析了影响机床装配精度的偏差特征。基于小位移旋量理论建立典型偏差特征的数学模型。基于串联装配关系,建立了机床装配偏差传递数学模型,并以此模型预估末端装配精度,为优化装配工艺提供理论依据。
　　(3)建立了工作台装配精度预估模型,实验验证了本文研究的建模方法的有效性。以激光干涉仪和球杆仪为工具,开展螺距误差补偿、圆插补、垂直度辨识、回转精度校准等实验,为整机精度分析提供了支撑。

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第一章 绪 论

1.1 课题来源与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

第二章 整机运动学误差建模

2.1 引言

2.2 误差源分析

2.3 多体系统运动学理论

2.4 空间运动变换矩阵描述

2.5 误差建模

2.6 本章小结

第三章 整机装配精度建模

3.1 引言

3.2 装配偏差特征分析

3.3 装配偏差特征建模

3.4 装配精度预估模型

3.5 本章小结

第四章 模型验证及检测实验

4.1 引言

4.2 工作台装配精度预估模型验证

4.3 整机几何误差检测与辨识实验

4.4 本章小结

第五章 全文结论

5.1 结论

5.2 工作展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢