三棱形軸孔數(shù)控磨床系統(tǒng)幾何誤差補償技術(shù)應(yīng)用研究.pdf

1、隨著機械向高效、高速、精密、多功能方向發(fā)展，對傳動機械的功能和性能的要求也越來越高。三棱形軸孔的連接與通常采用的鍵與鍵槽連接方式相比，具有連接強度高，在載荷作用下能自動定心，保持軸與轉(zhuǎn)動零件的動平衡、傳動扭矩大、沒有應(yīng)力集中、傳動時的振動和噪音低等優(yōu)點。然而，傳統(tǒng)的三棱形數(shù)控磨床在加工過程中總是不可避免地存在著各種加工誤差。研究表明，幾何誤差和熱變形引起的誤差占機床總誤差的70％左右。所以，數(shù)控機床空間幾何誤差補償對提高機床加工精度很有

2、必要。在幾何誤差補償方面，近年來的研究方法主要是利用多體系統(tǒng)理論建立數(shù)學(xué)幾何誤差補償模型，并通過計算機軟件技術(shù)對誤差參數(shù)進行實時計算和修正。
　　 本文為了提高三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床系統(tǒng)加工精度，研究了基于三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床系統(tǒng)的幾何誤差補償技術(shù)，探索了利用計算機軟件建立幾何誤差補償框架的詳細(xì)設(shè)計過程，提出了采用多體系統(tǒng)動力學(xué)理論的三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床的幾何誤差補償系統(tǒng)。本研究開展的主要工作如下：
　　 1)

3、分析了三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床加工系統(tǒng)主要加工誤差源，得出幾何誤差是導(dǎo)致三棱形軸孔加工誤差的主要誤差源。提出基于多體系統(tǒng)理論的三棱形軸孔數(shù)控磨床系統(tǒng)的幾何誤差補償數(shù)學(xué)模型，并將三棱形數(shù)控磨床的各個組成部件抽象成體，全面的考慮了磨床系統(tǒng)運動鏈中的各項誤差影響因素，推導(dǎo)了誤差轉(zhuǎn)換矩陣。
　　 2)對三棱形軸孔高精度磨床的21項幾何誤差進行了描述，并采用9線誤差辨識法對幾何誤差參數(shù)進行辨識，得到了磨床系統(tǒng)的各項幾何誤差參數(shù)。
　

4、　 3)基于建立的三棱形數(shù)控磨床幾何誤差補償數(shù)學(xué)模型，研究了基于軟件的三棱形軸孔高精度數(shù)控磨床的幾何誤差補償系統(tǒng)。通過軟件建立幾何誤差補償數(shù)學(xué)計算模型，并對三棱形數(shù)控磨床加工中的三棱形加工曲線運動進行詳細(xì)分析，給出了三棱形軸孔磨床的數(shù)控指令修正方案，獲得修正后的數(shù)控指令，實現(xiàn)精密數(shù)控加工。
　　 4)通過現(xiàn)場試驗驗證，三棱形數(shù)控磨床幾何誤差補償效果明顯，對工件進行分批加工對比，結(jié)果表明軟件補償后工件的加工精度有了明顯提高，驗證