检索结果-南通市图书馆

非标准环境温度下机床热误差测量结果修正方法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

现代制造工程 2010年第2期 74-76页

作者：迟玉伦李郝林孙栋上海理工大学机械工程学院上海200093

针对环境温度变化对同一台数控机床热误差测量结果造成的影响,提出一种采用被测量工件和测量工具的热膨胀差对热误差测量结果进行修正的方法,并运用该方法对滚珠丝杠热误差测量结果进行修正,实验修正结果证明了该方法的实用性。

关键词：环境温度热误差测量测量结果修正

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

双转台五轴数控机床热误差的测量及建模

双转台五轴数控机床热误差的测量及建模

作者：宋厚旺哈尔滨理工大学

学位级别：硕士

五轴联动数控机床是高端数控机床的代表,两个旋转轴的组合使得五轴机床的种类众多,其中双转台五轴数控机床即摇篮式五轴数控机床应用最为广泛。评价五轴机床性能的最为重要的指标是加工精度,导致机床加工精度降低的因素众多,其中由于机... 详细信息

五轴联动数控机床是高端数控机床的代表,两个旋转轴的组合使得五轴机床的种类众多,其中双转台五轴数控机床即摇篮式五轴数控机床应用最为广泛。评价五轴机床性能的最为重要的指标是加工精度,导致机床加工精度降低的因素众多,其中由于机床内外热源所引起的热误差占机床总误差的40～70%,是重要的误差源。因此本文以VMC-C50五轴数控铣削加工中心为研究对象,建立五轴数控机床热误差的预测模型,并建立热误差预测系统,确定五轴机床的最优预热时间,提高五轴机床的加工精度。根据双转台五轴数控机床的结构特点,对内外热源以及各运动部件的热误差特性进行分析,并对各个运动部件的热源进行定量计算,得到机床各个热源的占比,并将机床整体热误差分为主轴—转台系统热误差和丝杠—导轨系统热误差。针对五轴数控热误差测量的难点,根据二者的时空特性分别设计热误差测量方案,并设计温度测量方案。利用T型热电偶和激光位移传感器搭建数控机床热误差测量平台,进行主轴—转台和丝杠—导轨热误差及温升的测量。针对温度敏感点的选择问题,通过改进的K均值算法、相关系数法和主成分分析法对温度测点进行优化选取,利用二分法得到主轴温度敏感点的最优布置位置,优化热误差经验模型的输入。针对热误差模型精度较低的问题,以温度为输入,热误差为输出,基于多元线性回归模型和自回归分布滞后模型,分别对主轴—转台和丝杠—导轨热误差进行建模,并对两种模型进行对比,建立更为准确的双转台五轴数控机床空间热误差模型。针对热误差控制复杂的问题,利用ANSYS对机床进行热力耦合仿真,分析温度场和变形场,确定机床最优预热时间。利用MATLAB开发建立五轴数控机床热误差的预测系统,通过输入相应加工参数,即可快速获得五轴数控机床的热源分布情况及热误差预测模型。

关键词：双转台五轴机床热误差测量温度敏感点分布滞后模型热误差预测系统

基于R-test原理的数控机床热误差测试系统及建模研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于R-test原理的数控机床热误差测试系统及建模研究

作者：周庆兵重庆理工大学

学位级别：硕士

数控机床被誉为装备制造业的“工业母机”,是现代智能制造业的发展基础,2035年中国制造业高质量发展对数控机床提出了更高的加工精度要求,随着机床精度的提升,其热误差对机床性能的影响也越显著,大量研究表明机床热误差占总误差的40%～7... 详细信息

数控机床被誉为装备制造业的“工业母机”,是现代智能制造业的发展基础,2035年中国制造业高质量发展对数控机床提出了更高的加工精度要求,随着机床精度的提升,其热误差对机床性能的影响也越显著,大量研究表明机床热误差占总误差的40%～70%,故而对于数控机床的热误差测量与建模补偿是提高加工精度的重要环节。目前热误差测量仪器主要分为直接测量和间接测量,例如激光干涉仪和球杆仪它们都存在价格昂贵、调试复杂,尤其对于热误差测量存在时间过长,而导致温度逸散的问题,损失了热误差数值。因此本文以非接触式R-test测量原理为基础设计了一套数控机床热误差测量系统,解决无法快速进行热误差测量的问题。同时针对采集的热误差实验数据进一步展开热误差稳健性建模技术研究,以提高我国数控机床热误差补偿模型的长期有效性。主要的研究工作如下:1)对现有热误差测量方法及热误差建模技术研究进行调研和介绍,主要论述现有国际标准IS0 230 3:2020的热误差五点测量方法以及热误差建模方法中的多元线性回归和BP神经网络建模方法,为后续热误差测量系统制作及建模研究奠定基础。2)针对误差测量系统,本文研制了一套基于R-test测量原理可以快速准确采集热误差的测量系统。首先分析非接触式R-test测量结构原理,并根据已有结构确定球心坐标求解方法。其次针对R-test误差测量系统测量坐标系与机床坐标系之间存在缩放尺度不同不平行的问题,研究了两个坐标系之下的坐标转换方法即布尔莎坐标转换方法和改进的布尔莎坐标转换方法。比对分析发现改进的布尔莎坐标转换方法可以有效减小仪器的安装误差,从而确定本文以改进的布尔莎坐标转换方法作为坐标转换方法的理论基础。最后以上述理论基础及硬件系统开发配套的测量软件。3)为建立机床热误差及温度之间的函数关系,研制了一套多传感器温度采集系统。温度采集系统以STM32F103ZET6为主控芯片、DS18B20温度传感器为测量器件。并将温度采集系统通过串口通讯的方式与计算机通讯完成数据的实时显示与采集,以实现温度数据采集的同步性、操作便捷性和实时观测性。4)针对R-test测量系统的特殊结构,相比较国际标准IS0 230 3:2020的热误差五点测量方法,电涡流位移传感器测量对象由圆柱体变为球体,从而导致电涡流传感器测量位移数值发生较大变化。故本文对电涡流位移传感器进行了球体测量对象的位移变化建模,完成R-test测量系统的位移测量标定,并验证R-test测量系统热误差测量精度。最后进行了多点热误差采集实验设计,并进行热误差数据采集为进一步分析机床性能提高数据支撑。5)研究并提出了基于鲸鱼群(Whale Optimization Algorithm)优化BP神经网络的稳健性建模方法,以提升数控机床热稳健性性能。首先利用模糊聚类结合灰色关联度优化本文建模温度测点数量。随后提出了鲸鱼群算法优化BP神经网络参数的建模方法,并与多元线性回归、BP神经网络、WOA-BP神经网络热误差预测模型进行预测效果对比分析。研究结果表明,WOA-BP神经网络热误差模型较多元线性模型、BP神经网络模型精度分别提高了2.8568μm、3.825μm,证明了WOA-BP神经网络热误差模型的高预测精度及稳健性。

关键词：数控机床非接触式R-test 热误差测量热误差建模

基于非接触测量的数控机床热误差测控系统研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于非接触测量的数控机床热误差测控系统研究

作者：叶富邦合肥工业大学

学位级别：硕士

在工业生产中,数控机床处在生产线的关键位置,其正常、高效的加工是生产线正常运行的重要保证。数控机床的精度,决定了产品的精度。热误差极大地影响了机床的精度,占据机床总误差的40～70%,减小热误差可有效地保证生产质量、提升产品品... 详细信息

在工业生产中,数控机床处在生产线的关键位置,其正常、高效的加工是生产线正常运行的重要保证。数控机床的精度,决定了产品的精度。热误差极大地影响了机床的精度,占据机床总误差的40～70%,减小热误差可有效地保证生产质量、提升产品品质。为数控机床设计一套热误差测控装置可有效地提升机床精度、保证加工质量、提升产品竞争力,具有极高的经济价值。本文设计了一套基于非接触测量的热误差测控系统,通过红外热像仪和电涡流传感器测量出机床的温度变化值和热变形量,并根据两者建立了机床热误差模型。通过设计能够实现数据远程传输的补偿系统,实现了对机床热误差的补偿。本文完成的工作如下:1.以红外热像仪为核心设计了温度测量系统,并对其进行了标定,此系统能获得机床主轴的温度场数据。2.设计了基于电涡流传感器的热变形测量系统,对其进行了软件设计,并通过此系统获取了机床的热变形数据。3.根据热像仪的温度数据和电涡流传感器的热变形数据,实现了机床的热误差模型的创建。4.设计了能够实现无线控制的热误差补偿系统,并将其运用到了机床,结果表明,补偿效果良好。

关键词：数控机床热误差测量红外热像仪无线通信

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

加工中心主轴热误差建模与检测技术研究

组合机床与自动化加工技术 2015年第3期 118-120页

作者：鞠修勇刘航党会鸿马跃大连机床(数控)股份有限公司加工中心研究所辽宁大连116620 大连理工大学机械工程学院辽宁大连116023

热误差是影响高端数控机床精度的主要因素,主轴系统受热变形影响尤其显著。首先,在分析电主轴热误差因素的基础上,基于齐次变换矩阵建立电主轴热误差综合描述;进而综合采用接触式、非接触式温度场及热变形测量技术,构建主轴热误差测量方... 详细信息

热误差是影响高端数控机床精度的主要因素,主轴系统受热变形影响尤其显著。首先,在分析电主轴热误差因素的基础上,基于齐次变换矩阵建立电主轴热误差综合描述;进而综合采用接触式、非接触式温度场及热变形测量技术,构建主轴热误差测量方案,并结合相关系数法设置关键测温点;基于热误差描述模型及检测数据,建立电主轴热误差模型,成功开发电主轴热误差补偿系统,将加工中心运行过程中的热误差控制在3μm以内,证明了系统的有效性。

关键词：电主轴系统热变形热误差描述热误差测量

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

蜗杆砂轮磨齿机径向热误差建模及补偿

蜗杆砂轮磨齿机径向热误差建模及补偿

作者：钟金童重庆大学

学位级别：硕士

蜗杆砂轮磨齿机是中小模数批量精加工的主要装备,在汽车传动齿轮等的制造中应用广泛。蜗杆砂轮磨齿加工中,由于加工时发热量大,其导致的机床热误差对齿轮加工精度影响大。热误差在蜗杆砂轮磨齿机的各项误差源中所占比例最大,其中径向热... 详细信息

蜗杆砂轮磨齿机是中小模数批量精加工的主要装备,在汽车传动齿轮等的制造中应用广泛。蜗杆砂轮磨齿加工中,由于加工时发热量大,其导致的机床热误差对齿轮加工精度影响大。热误差在蜗杆砂轮磨齿机的各项误差源中所占比例最大,其中径向热误差直接影响蜗杆砂轮所磨削齿轮M值,是热误差中的关键因素。为减小热误差的影响,本文进行了径向热误差建模及补偿研究,对于提高蜗杆砂轮磨齿机的加工精度和效率,具有理论意义和工程应用价值。论文的主要内容如下:(1)基于ANYSYS有限元软件,通过分析蜗杆砂轮磨齿机的三维简化模型得到蜗杆砂轮磨齿机温度场变化规律。同时,结合机床热特性相关理论,阐述蜗杆砂轮磨齿机的热源和热量损耗,分析径向热变形产生机理。(2)分析蜗杆砂轮磨齿机温度场和热变形位移场,利用模糊C均值聚类算法和相关性理论优选温度变量。在LabVIEW平台上建立了径向热误差测量系统,并完成了蜗杆砂轮磨齿机径向热误差测量实验。(3)运用自适应梯度下降迭代算法确定数据中心和平滑因子,根据递推最小二乘学习算法得到输出层权值。建立了蜗杆砂轮磨齿机径向热误差模型即FPNN神经网络径向热误差模型。通过对比分析各个模型,验证了FPNN建模的可行性及高效性。(4)利用修改NC代码法进行径向热误差补偿。通过径向热误差补偿后,齿轮M值误差明显减小,验证了补偿方法的有效性。

关键词：蜗杆砂轮磨齿机径向热误差热误差测量概率神经网络误差补偿

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

数控机床热误差远程状态监控系统的研制

数控机床热误差远程状态监控系统的研制

作者：郑克非合肥工业大学

学位级别：硕士

数控机床是目前在金属切削领域使用广泛的一种加工装备。随着“中国制造2025”国家战略计划的提出和发展高档数控装备战略的部署,该类机床的网络化、数字化成为了工业技术发展的重要目标。数控机床各个部件位置温度变化不均匀所导致的... 详细信息

数控机床是目前在金属切削领域使用广泛的一种加工装备。随着“中国制造2025”国家战略计划的提出和发展高档数控装备战略的部署,该类机床的网络化、数字化成为了工业技术发展的重要目标。数控机床各个部件位置温度变化不均匀所导致的部件热变形会使得机床上被加工工件与加工刀具之间产生位置的相对变化,这种变化会对机床的加工精度产生影响。统计数据显示,数控机床的总误差中由温度变化引起的热误差占比在40%-70%左右。因此,研究机床的热变形理论具有重要的意义。本文设计了一套通过数控机床内置接口和外置传感器,实时监控机床运行状态的远程监控系统。能够读取机床内部的加工参数以及机床外部的环境参数,实现多台机床连接上位机,在上位机对数据进行保存、处理和显示。并在此基础上对数控机床热误差自动建模,通过补偿系统反馈至数控机床进行热误差补偿。本文完成的工作如下:1.设计了一种带有温度、位移、振动、图像等传感器的机床外置监控设备,这是机床状态监控和热误差测量所需要使用的重要工具。创新性地使用NB-Io T模块作为设备的数据通信模块,使外置监控设备能够远离上位机位置,拓展了适用性。2.设计了基于FOCAS应用程序接口的机床内置状态采集程序,对其进行了软件设计,并通过此系统获取了机床的数据。3.采用C#语言编写了上位机状态监控显示界面并采用SQL Server数据库保存数据。将机床的控制功能、数据采集功能、数据库保存功能、下位机接收功能、自动建模补偿功能整合到一个程序中,使其作为机床热误差和状态数据的处理中心。4.对设计的机床热误差远程状态监控系统进行实际工作验证。结合试验情况证明了本系统能够稳定有效的采集机床的状态数据和热误差数据,并实现了数据的保存分析和自动热误差建模补偿功能,验证了该系统的可行性。为后续研究提供了有效的帮助。

关键词：数控机床状态监控热误差测量 FOCAS 无线通信

铣车复合加工中心旋转工作台热变形误差补偿模块开发

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

铣车复合加工中心旋转工作台热变形误差补偿模块开发

作者：周超超哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

高档立式铣车复合加工中心广泛应用在军工、航空航天、汽车、造船、发电、纺织、模具制造等制造行业,是影响国计民生、国家安全的重要装备。但是,我国重型精密数控加工中心的加工精度同国外同类机床相比,还存在着非常大的差距,这严重地... 详细信息

高档立式铣车复合加工中心广泛应用在军工、航空航天、汽车、造船、发电、纺织、模具制造等制造行业,是影响国计民生、国家安全的重要装备。但是,我国重型精密数控加工中心的加工精度同国外同类机床相比,还存在着非常大的差距,这严重地阻碍了我国制造业的发展。除了机床制造、加工、装配误差对于加工精度的影响之外,由于机床内外热源的作用,机床热变形引起的误差也是不可忽视和难以解决的问题。要研制“高精尖”的数控加工中心,普通的机床散热措施已经不能满足加工精度的要求,必须针对机床发热量较大的部件设计热变形实时补偿系统或装置。本课题所研究的对象为高档立式铣车复合加工中心,经分析得出该加工中心最大发热源为其旋转工作台。因此,本文针对该类型机床旋转工作台所产生的热变形,提出了一种基于误差测量的热变形补偿方案,研制了热变形实时补偿软硬件系统,且通过实验验证了各功能模块的可行性。论文具体进行的工作如下: 首先,在详细分析和调研国内外热误差补偿技术的研究现状以及目前存在的主要问题的基础上,确定了本文的研究思路,提出了针对旋转工作台的热变形实时补偿方法。其次,利用UG三维建模软件建立了旋转工作台三维模型,导入ANSYS仿真软件进行结构-热耦合场分析,利用仿真结果得出了对加工质量影响较大的坐标方向的热误差分量。在分析ANSYS仿真结果的基础上,对于影响加工精度且便于布置传感器方向的热变形分量,提出了在线检测这些热变形的传感器布置方案以及测量位置优化策略。最后,开发了热误差在线补偿系统,包括数据采集板卡的软件部分和系统硬件装置部分,实现了针对旋转工作台热变形误差在线检测和在线补偿功能。借助齐重数控机床厂提供的立式车床工作台进行了替代性实验,得到了相关实验数据,验证了所提出方案的正确性和可行性。

关键词：旋转工作台热变形实时补偿热误差测量

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于QPD的多自由度光学测头研发及应用

基于QPD的多自由度光学测头研发及应用

作者：高保林合肥工业大学

学位级别：硕士

随着科学研究的发展,科学实验和工业生产对多自由度测量技术提出了高精度和适用性的需求。多自由度测量技术已非一般机械式传感器所能解决,目前广泛研究的多自由度测量系统如激光干涉仪等由于成本高昂、体积大、装配复杂等原因限制了其... 详细信息

随着科学研究的发展,科学实验和工业生产对多自由度测量技术提出了高精度和适用性的需求。多自由度测量技术已非一般机械式传感器所能解决,目前广泛研究的多自由度测量系统如激光干涉仪等由于成本高昂、体积大、装配复杂等原因限制了其广泛应用,因此设计出一种造价低、结构简单、体积小、精度高的多自由度误差测量传感器显得十分必要。本文在国家自然科学基金重大项目“功能形面结构与性能的耦合建模与影响机理研究”(项目编号:51490660/51490661)的支持下,研究一种基于QPD组件和半导体激光器的光学非接触式测量装置,最多能够实现四个自由度误差(X、Y方向直线度误差、偏摆角和俯仰角)的同时测量。本文首先阐述了国内外在多自由度测量传感器研究领域的发展状况,对基于各种测量方法的多自由度测量技术进行了比较。然后设计了基于光电自准直原理的四个自由度误差(X、Y方向直线度误差、偏摆角和俯仰角)的同时测量系统,该系统在自准直原理的基础上分离出了一束测量二维位移的基准光束。分析了角度测量对位移测量的误差影响,并提出了解决的办法,实现误差分离。根据方案搭建了相应的光路、设计了合理的机械结构、完成了硬件电路和上位机软件的编写。通过对传感器的标定试验,X方向和Y方向位移在±200μm范围内测量精度在1μm左右,偏摆角的测量精度能够达到2″,俯仰角的测量精度能够达到3″(在800″量程范围内)。此外还建立了角度偏转对位移影响的误差模型,实现了位移测量和角度测量的误差分离。最后将标定好的传感器用于测量机床主轴系统的热误差实验当中。

关键词： QPD组件位移误差角度误差误差分离热误差测量