精密机床直线运动误差分析与补偿.pdf

Category Number: Level of Secrecy:
Serial Number : Student Number:50100802112



Master's Dissertation of Chongqing University of
Technology
Analysis pensation of linear motion
errors of precision machine tool

Postgraduate: Liu Yang
Supervisor: Prof. Gan Bin
Specialty: Mechanic Manufacturing
and Automation
Research Direction: Advanced manufacturing
technology and equipment
Training Unit: Institute of Mechanical Engineering

Thesis Deadline: April 5, 2013
Oral Defense Date: May 31, 2013
重庆理工大学
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摘要
摘要

评定数控机床质量的好坏是其加工精度的高低,但是由于加工环境的多变,
机床制造误差、几何误差、运动误差、热误差等的存在,制约机床加工精度的
进一步提高。此外,机床在不断地工作中,它的相关零部件也在不断的磨损,
导致最终机床加工零件的误差增大。本论文针对精密数控机床,采用光学设备
检测机床 21 项几何误差,建立误差模型,进行数据处理之后可对进行软件补偿。
并结合加工试验,验证误差补偿的正确性,从而提高机床的加工精度。此研究
具有一定的学术价值,对数控加工具有较大的实际意义。
本文针对艾格玛 AG-106 立式加工中心,所做的主要工作有:
(1)针对机床,分析了各个部件之间的运动关系,给出了机床在运动过程
当中的 21 项几何误差参数,并利用激光干涉仪测量了机床在特定线上的线位移
误差。通过模型辨识出机床的各项几何误差,并对机床三个坐标轴的直线运动
误差评定,为下一步误差建模和误差补偿提供误差参数。
(2)通过分析机床的物理结构,各运动部件之间的运动关系,运用多体运
动学,给出了由刀具和工件两条运动链的误差矩阵,建立了该机床的误差模型。
通过该模型计算出该机床的各个点的空间几何误差。
(3)通过上一步建立的误差模型,利用 VC 和 matlab 软件设计了针对该机
床的误差补偿软件,并通过数控加工试验,验证了所建立的误差模型的正确性
和误差补偿软件的可行性。
通过上述工作,对研究对象作了完整的误差检测、误差建模和误差补偿工
作,达到了提高机床加工精度的目的,具有较大的现实意义。

关键字: 误差建模,误差补偿,误差检测,立式加工中心
- I -
ABSTRACT
ABSTRACT


To produce high quality, high precision machinery product, the machine tools for
processing the product put forward a very high request. Evaluation of quality of NC
machine tool is the machining precision, but due to the ever-changing enviro