高精度大型軸類零件在位測量方法及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文結(jié)合先進(jìn)制造技術(shù)的需要，針對精密測量技術(shù)中關(guān)鍵問題之一高精度大型軸類零件在位測量方法及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究。在國內(nèi)外現(xiàn)有研究基礎(chǔ)上，針對該領(lǐng)域中存在的問題，對包括在位測量系統(tǒng)、測量誤差分析及幾何誤差建模、誤差分離、軟件誤差補(bǔ)償及其形狀誤差評定等技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。 高精度大型軸類零件在位測量技術(shù)是為了降低成本及提高生產(chǎn)率的條件下保證產(chǎn)品的高精度要求，急需研究開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一。特別是針對高精度大型軸類零件這種小批量生產(chǎn)條件

2、下，研究先進(jìn)在位測量技術(shù)意義尤其重大。因?yàn)樵谖粶y量是機(jī)械加工與測量一體化技術(shù)的重要組成部分，是保證高精度和提高生產(chǎn)率的重要手段。國內(nèi)外學(xué)者很早就已認(rèn)識到在位測量技術(shù)的重要性而進(jìn)行了大量的研究，并且在生產(chǎn)實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，但由于加工過程的復(fù)雜性，現(xiàn)有的在位測量技術(shù)大都進(jìn)行單一的直徑測量，而且測量準(zhǔn)確度受到限制，不適用于超精密加工。大型軸類零件的超精密在位測量離不開誤差補(bǔ)償及誤差分離技術(shù)的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床的誤差補(bǔ)償理論和誤差分離技術(shù)研究

3、一直也是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，特別是對于高精度大型軸類零件在位測量來說，誤差補(bǔ)償及誤差分離的研究仍還是空白。高精度大型軸類零件在位測量方法的研究及應(yīng)用，對于提高我國機(jī)械裝備制造業(yè)的技術(shù)水平具有重大理論意義和經(jīng)濟(jì)意義。 論文研究內(nèi)容是以上海市科委重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目“面向鋼鐵、汽車行業(yè)的高檔數(shù)控磨床關(guān)鍵技術(shù)及裝備開發(fā)(項(xiàng)目編號：05dzllc04)”為技術(shù)背景。以“高精度數(shù)控軋輥磨床”作為具體應(yīng)用對象，對高精度大型軸類零件在位測量方法及相關(guān)關(guān)

4、鍵技術(shù)進(jìn)行了研究。本文論述了高精度大型軸類零件在位測量裝置及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法，并分析了在位測量誤差產(chǎn)生的原因。針對高精度大型軸類零件在位測量中的誤差分離、幾何誤差補(bǔ)償模型、形位誤差評定等方法進(jìn)行了深入的研究，從而為提高大型軸類零件測量精度提供理論依據(jù)。 1.分析了引起高精度大型軸類零件在位測量誤差的主要因素，并指出了目前高精度大型軸類零件加工機(jī)床在位測量中存在的問題。 2.研究了高精度大型軸類零件在位測量裝置及測量系統(tǒng)，設(shè)

5、計(jì)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的適合于誤差分離的大型軸類零件形狀誤差測量裝置，并開發(fā)了能進(jìn)行高精度大型軸類零件誤差分離及形狀誤差評定的測量系統(tǒng)。 3.基于多體系統(tǒng)理論，對大型軸類零件在位測量裝置進(jìn)行了分析研究，建立了大型軸類零件在位測量幾何誤差補(bǔ)償模型。 4.結(jié)合了傳統(tǒng)的直線度和圓度誤差分離方法和高精度大型軸類零件在位測量特點(diǎn)，提出了高精度大型帶異形素線軸類零件在位測量誤差的軟分離方法及相應(yīng)的軟分度策略。 5.分析了現(xiàn)有形

6、狀誤差評定方法，提出了帶遷移算子的實(shí)數(shù)編碼并行遺傳算法，按照最小區(qū)域法的評定準(zhǔn)則，建立了軸類零件素線直線度、圓度誤差的評定模型，并經(jīng)過仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。 最后，開發(fā)了帶誤差分離及補(bǔ)償功能的數(shù)控軋輥磨床加工測量系統(tǒng)，該軟件的仿真計(jì)算及模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了論文研究的內(nèi)容。 本論文對高精度大型軸類零件在位測量中的幾何誤差建模、誤差分離、軟件誤差補(bǔ)償及其形狀誤差評定等技術(shù)進(jìn)行了深入的研究，為提高大型軸類零件在位測量精度提供了理論依據(jù)。該