高档数控机床误差实时补偿关键技术及应用研究

来源 :上海交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:aaaj199054
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着我国航空航天技术、电子信息技术等的行业的快速发展,对以五轴联动为代表的高档数控机床的需求也快速增长。然而,国产五轴联动数控机床仍与国外先进水平存在不小的差距。本课题在国家科技重大专项“数控机床误差测量、分析与补偿技术”等项目的支持下,以一台双转台五轴联动数控机床为研究对象,开展了误差实时补偿技术相关的研究工作。  本文的主要研究内容有:  (1)基于齐次坐标变换方法建立了双转台五轴联动数控机床空间误差模型。本文结合所研究的五轴机床的结构特点,建立了各轴随动坐标系并明确了它们的初始位置关系,继而通过研究齐次坐标变换的原理以及变换矩阵的运算方法,对五轴机床运动链各环节变换矩阵进行了求解,最后根据齐次坐标变换法推导了五轴联动机床的正运动学模型和空间误差模型。  (2)研究并提出了一种空间误差补偿值的实时计算策略。利用计算机直接求解有几何误差的五轴机床运动学方程的逆解存在计算量大,耗费时间长的问题,不适合用于实时误差补偿。本文根据空间误差模型,通过迭代的方式计算理想状态下运动学逆解,使刀具在工件坐标系下的位姿逐步逼近理想位姿,最终得到五个运动轴的补偿值,从理论上保证了空间误差补偿的实时性的要求。  (3)通过数学仿真的方式研究了球杆仪的安装误差对测量值影响的规律,提出了一种新的安装误差辨识和分离方法。实验结果和仿真数据均证明了所提出的方法的有效性。在此基础上,本文对经典的旋转轴的误差测量方法进行了改进,通过分离球杆仪安装误差的影响,提高了误差辨识结果的准确性。  (4)提出了一种基于西门子840D界面二次开发的实时补偿实施方案。基于西门子840D数控系统开放性的特点,开发了可嵌入到人机界面中误差实时补偿应用程序,通过选择合适的机床参数作为补偿接口,并利用动态数据交互协议,实现了五轴机床空间误差的实时补偿。  通过上述研究内容,形成了一套集误差元素测量、空间误差建模、误差补偿实施在内误差补偿技术方案,并通过加工对比实验验证了所提出的关键技术的有效性。
其他文献
尾矿库是矿山开发中必不可少的重要设施,也是矿山中重大的危险源。尾矿库的日常运营情况,不但与一个矿山企业的经济利益有着密切的关系,而且也会影响到下游区域居民的生命财产安
随着现代工业的飞速发展,对矿产资源的需求量与日剧增,同时矿山开采出来的矿石经过选矿厂精选之后排放出来的固体废弃物也急剧增加,促使暴露在自然界的尾矿库占了相当大的土
学位
柴油机在HC和CO排放上具有汽油机无法比拟的优势。然而,由于柴油机NOx和碳烟排放存在“此消彼长”关系的缘故,同时降低这两种排放物非常困难.尽管柴油机后处理技术取得一些进
贴片机是SMT生产线上的核心组成部分,其中视觉系统和标定技术属于贴片机关键技术。本文首先对了贴片机视觉系统进行方案设计,并对影响贴片机精度误差进行了分析,由此提出了标定
美国作家弗兰纳里·奥康纳在小说《暴力夺取》中讲述了十四岁男孩弗朗西斯·塔沃特历经一系列精神转变后,完成自我救赎的故事.承袭以往的哥特式写作风格,奥康纳将塔沃特塑造