錄磁機(jī)加工誤差機(jī)理分析、建模及補(bǔ)償研究.pdf

1、本課題是在“國(guó)家科技重大專項(xiàng)（No.2015ZX04005001）”、“國(guó)家重大科研儀器研制項(xiàng)目（No.51527806）”、“上海市產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目（滬CXY-2013-29）”等項(xiàng)目的大力支持下，以上海平信機(jī)電制造有限公司的九米直線式磁柵錄磁機(jī)為主要研究對(duì)象，對(duì)錄磁機(jī)的加工機(jī)理、機(jī)床熱變形、機(jī)床定位誤差等方面進(jìn)行了誤差分析、測(cè)量、建模及誤差補(bǔ)償?shù)妊芯抗ぷ鳌?br>　　磁柵尺作為工業(yè)領(lǐng)域中的常用位移測(cè)量工具，以其成本低、抗污性能強(qiáng)、精度高、

2、行程廣等優(yōu)勢(shì)，廣泛應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床以及工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域中。錄磁機(jī)作為磁柵尺的加工機(jī)床，其定位精度的高低很大程度上決定了磁柵尺測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確與否。分析研究錄磁機(jī)的誤差機(jī)理并進(jìn)行誤差補(bǔ)償以大幅度提高其錄磁精度，具有重要的實(shí)用價(jià)值和明顯的經(jīng)濟(jì)作用。
　　本文所研究的主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　?。?）根據(jù)錄磁機(jī)的床身結(jié)構(gòu)、工作原理以及磁柵尺的刻錄方法，分析了錄磁機(jī)的誤差形成機(jī)理，討論了不同的誤差因素對(duì)磁柵尺最終精度的具體影響，并運(yùn)用齊

3、次坐標(biāo)變換理論建立了錄磁機(jī)的綜合誤差模型，為錄磁機(jī)的優(yōu)化補(bǔ)償?shù)於死碚摶A(chǔ)。
　?。?）在分析錄磁機(jī)錄磁過(guò)程中發(fā)熱來(lái)源及傳熱特性的基礎(chǔ)上，利用有限元軟件模擬了錄磁機(jī)的溫度場(chǎng)以及變形場(chǎng)，結(jié)合模型預(yù)測(cè)結(jié)果及生產(chǎn)實(shí)際情況，初步分析了對(duì)錄磁機(jī)熱變形影響較大的熱關(guān)鍵點(diǎn)，為錄磁機(jī)的定位誤差及溫升變化實(shí)地測(cè)量奠定基礎(chǔ)。
　?。?）根據(jù)定位誤差數(shù)據(jù)點(diǎn)分布規(guī)律及其對(duì)應(yīng)的溫度變化情況，幾何誤差采用基于壓緊樣條條件下的三次樣條插值算法，熱誤差基于

4、最小二乘擬合的建模思路，建立了幾何與熱復(fù)合定位誤差模型，并在一臺(tái)車(chē)床上進(jìn)行了初步驗(yàn)證后，再根據(jù)錄磁機(jī)的溫升特征，運(yùn)用該模型對(duì)錄磁機(jī)的定位誤差進(jìn)行了分析與預(yù)測(cè)。
　?。?）以建立的錄磁機(jī)誤差模型為基礎(chǔ)，進(jìn)行了錄磁機(jī)的誤差補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)將誤差模型得到的理論值，輸入錄磁機(jī)的控制系統(tǒng)中，使交流伺服電機(jī)輸出等大、反向的誤差補(bǔ)償值，驗(yàn)證所建誤差模型的正確性及其建模效果，同時(shí)實(shí)現(xiàn)錄磁機(jī)的定位誤差補(bǔ)償，以大幅度提高錄磁機(jī)的錄磁精度和磁柵尺的定