收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

三轴数控机床在机测量系统精度提升关键技术研究

李莉  
【摘要】:数控机床在机测量系统能帮助实现通过一次装夹就完成全部或大部分加工和测量工作,保证工件的加工精度,提高产品质量。在机测量系统主要采用“数控机床+测头”的测量方式,利用机床上本身的读数系统(光栅测量系统),辅以测头触发,在装夹工位上实现工件尺寸及形貌的精确测量,但存在着“本体加工,本体测量”的问题,不满足测量系统精度必须高于零件加工精度三倍以上测量基本准则等要求。为了提高和保证在机测量系统测量精度,必须采用误差补偿技术对在机测量系统误差进行补偿。论文以三轴数控机床在机测量系统为研究对象,进一步解决现有研究成果中对于不同影响因素下的误差相关性、动态性影响考虑不足、导轨工作台运动误差补偿方法不够精确、综合误差补偿模型实用性不强等问题。主要工作归纳如下:(1)基于数控机床XY工作台的结构特点及工作特性,开展了 XY工作台动静态特性分析,推导了动态定位误差计算模型。推导结果显示:工作台的运动速度、被测工件重量、工件安装位置及摩擦力、温度是影响数控机床XY工作台动态特性的主要因素。利用自主设计的数控机床XY相关性误差实验平台,进行了不同速度、工件重量、工件安装位置等影响下的动态定位误差实验验证。结果显示数控机床XY工作台的动态定位误差与工作台的运行速度、工作台承受的重量大小等因素有关,且存在着一个“最佳测量速度”。在该速度下工作台的定位误差能达到最小。(2)在误差相关性分析基础上,提出一种导轨系统瞬时旋转中心(简称瞬心)的概念。利用ADAMS运动学仿真方法确定了其理论位置,并利用自主设计的数控机床XY相关性误差实验平台研究了其实际位置确定方法,完成了基于瞬时旋转中心的工作台阿贝定位误差补偿实验,实验结果表明:与原始定位误差最大测量值相比,利用瞬心阿贝臂修正后的定位误差数据比利用传统阿贝误差方法补偿后的定位误差补偿精度高,提高了机床本体定位误差补偿精度。(3)充分考虑温度、速度、位置等工况参数对三轴数控加工中心在机测量系统误差的影响,研究了基于微分变换的综合误差建模方法,利用热变形临界点、瞬时旋转中心的概念建立其综合模型,有效提高了在机测量系统单点测量精度。(4)提出一种“最佳测量区”的概念,最佳测量区是指,当在这个空间范围内完成测量时,在机测量精度最高。研究了三轴数控加工中心最佳测量区确定方法。针对VMC850E三轴数控加工中心,分析了在机测量系统空间点测量误差分布规律,提出一种基于模拟退火的遗传优化算法(SA-GA),利用建立的面向点测量在机测量系统最佳测量区目标函数模型求解最佳测量区。实验结果表明,SA-GA算法收敛速度最快,且单次寻优的耗时少,适合用于求解面向点测量最佳测量区。(5)设计了求解面向点测量的在机测量系统最佳测量区实验方案,开展了VMC850E三轴数控加工中心在机测量系统指定测量空间304.487mm≤X≤475.487 mm,-179.042mm≤Y≤-44.042mm,-315mm≤Z≤-235mm 内,面向点测量最佳测量区实验。实验结果发现,在机测量系统最大测量误差达到74 μm。确定出的最佳测量区域 331.487mm≤X≤340.487mm,-116.042mm≤Y≤-1 07.042mm,-305mm≤Z≤-295 mm最大测量误差最小值为4 μm。结果表明:最佳测量区可以帮助实现在机测量系统测量精度的提高,最大程度上测量精度可以提高94%。图[67]表[12]参[144]


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 王子平;;基于专用软件的数控机床在机测量系统的应用[J];今日科苑;2009年18期
2 高峰;冯军;;转头测量系统在某数控机床调试中的应用[J];机床与液压;2017年08期
3 刘军;樊二勇;;数控机床在机测量系统开发与应用[J];工业计量;2020年01期
4 马克·呼特曼;英国Newall球栅测量系统及其应用[J];世界制造技术与装备市场;2004年04期
5 ;九州方圆[J];中国科技信息;1992年10期
6 丁磊;;关于数控机床测量系统的故障分析[J];科技创新与应用;2012年04期
7 路计哲;陆明;付久容;;机车车辆不落轮镟床轮对测量系统测量结果可靠性分析[J];铁道技术监督;2020年12期
8 刘耀波;;便携式多功能钻孔成像测量系统的研制[J];工业仪表与自动化装置;2021年01期
9 李长亮;陈洪芳;孙若水;;激光追踪测量系统机械结构动力学建模方法[J];测控技术;2021年02期
10 武艺泳;杨洪涛;郑国良;张磊乐;游广飞;;多部段飞行器质量质心全冗余测量系统[J];兵工自动化;2021年06期
11 范振霞;李河山;董庆;王闯;;切割丝拉伸试验的测量系统分析[J];物理测试;2021年03期
12 蒋明秀;陈辉;;多载体移动测量系统在海塘工程中的应用研究[J];江西测绘;2021年02期
13 何平;;测量系统分析在四轮定位仪中的应用[J];自动化仪表;2020年05期
14 李强;;测量系统分析在钢铁企业中的应用[J];设备管理与维修;2020年15期
15 高笔清;杨小东;张旭冬;;车载移动测量系统在城市部件普查中的应用[J];测绘通报;2020年S1期
16 岳颖;李丛;张勇;肖国锐;;全站仪测量系统在船舶建造中的应用[J];测绘科学技术学报;2020年03期
17 廖小平;;破坏性键合拉力试验的测量系统分析[J];电子与封装;2020年09期
18 邓建英;;开展测量系统分析 提升企业核心竞争力[J];工业计量;2018年01期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 周会盛;高雅;张永涛;;数控机床在机测量系统的可靠性验证及应用[A];质量管理体系评估最佳实践论文集[C];2017年
2 王海涛;汤彬;王仁波;张雄杰;;数字化能谱测量系统中的脉冲矩形成形方法研究[A];首届全国矿产勘查大会论文集[C];2021年
3 李生杰;陈儒军;陈兴生;王小杰;王子辉;;基于可控恒流恒压信号源的岩矿石标本复电阻率测量系统研制[A];2020年中国地球科学联合学术年会论文集(十五)—专题四十三:海洋地球物理、专题四十四:海啸及海啸预警研究、专题四十五:电磁地球物理学研究应用及其新进展[C];2020年
4 甄妮;李建宇;朱应利;;引入DIC非接触全场测量系统的本科力学实验教学拓展[A];第十八届北方七省市区力学学会学术会议论文集[C];2021年
5 孙晨光;吕莹;李诺;张晋会;刘琦;;测量系统分析理论与方法的研究[A];天津市电子工业协会2020年年会论文集[C];2020年
6 范胜兴;喻曦灿;范湘红;;卷烟计量型测量系统的分析[A];中国烟草学会2015年度优秀论文汇编[C];2015年
7 陈永权;;大口径取样劈板测量系统[A];第十五届全国光学测试学术交流会论文摘要集[C];2014年
8 罗小川;车仁生;刘得军;黄庆成;叶东;;基于CORBA网络化测量系统研究[A];中国仪器仪表学会第三届青年学术会议论文集(上)[C];2001年
9 华陈权;;张力测量系统的研制[A];中国仪器仪表学会第五届青年学术会议论文集[C];2003年
10 代大山;谢少锋;;测量系统分析第三版之线性分析[A];第五届海峡两岸计量与质量学术研讨会论文集[C];2004年
11 蒋婵娟;;浅议如何更准确有效地对测量系统进行分析[A];2007年度中国航空学会计量技术专业委员会计量与质量专题学术交流会论文集[C];2007年
12 葛宏;曹淑玉;蒋科;胡晓林;杨明浩;;一种智能体质指数测量系统的设计与实现[A];中华医学会医学工程学分会第十五次全国学术年会论文汇编[C];2015年
13 张小虎;周翔;周剑;尚洋;于起峰;;结构位移摄像测量系统的设计与实现[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
14 孟庆磊;孙国强;佟国香;;液体浊度测量系统[A];第三届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2005年
15 侯建强;牛中奇;刘斐;陈军;;基于虚拟仪器的电磁环境测量系统研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
16 于颢彪;高志山;袁群;;微观形貌显微干涉测量系统[A];第十七届全国光学测试学术交流会摘要集[C];2018年
17 李琴;;车载移动测量系统的数据处理及应用[A];变形与安全监测理论与实践——2014工程测量分会与矿山测量专委会年会论文精选[C];2014年
18 李芳;苗俊刚;王均宏;;黑体发射率双站测量系统的建模与仿真[A];第二届微波遥感技术研讨会摘要全集[C];2006年
19 王乐;罗平生;王晓莉;;电滞回线测量系统的设计与开发[A];2008’“先进集成技术”院士论坛暨第二届仪表、自动化与先进集成技术大会论文集[C];2008年
20 晁博;刘信信;;秦山二期扩建工程棒位测量系统调试[A];中国核科学技术进展报告(第二卷)——中国核学会2011年学术年会论文集第3册(核能动力分卷(下))[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 李莉;三轴数控机床在机测量系统精度提升关键技术研究[D];安徽理工大学;2021年
2 Mohammed Mokhtar Eisa Blal;便携式单相机原位三维变形测量系统及其应用研究[D];东南大学;2017年
3 李学伟;基于熵的测量系统描述方法与应用研究[D];华中科技大学;2018年
4 杜尚宇;时域电磁感应—极化分离方法与低温超导测量系统研制[D];吉林大学;2019年
5 董书成;近红外天光背景测量系统中的若干关键术研究[D];中国科学技术大学;2018年
6 吴小芳;计量值测量系统能力评价方法研究[D];天津大学;2014年
7 施亮星;计量型测量系统能力及其评价方法研究[D];天津大学;2008年
8 赵燕;属性值测量系统分析的方法研究与应用[D];天津大学;2010年
9 谢少锋;测量系统分析与动态不确定度及其应用研究[D];合肥工业大学;2003年
10 苏日建;信息测量系统及其若干问题的研究[D];华中科技大学;2010年
11 张邦成;串并联数控机床伺服进给系统机电耦合特性研究[D];吉林大学;2011年
12 孙诚达;基于电导率原理的雾量测量系统研制及应用研究[D];南京农业大学;2017年
13 夏豪杰;高精度二维平面光栅测量系统及关键技术研究[D];合肥工业大学;2006年
14 张攀;数控机床在线振动监测与故障诊断关键技术研究[D];天津大学;2014年
15 徐寿志;车载移动测量系统检校技术及其精度评定方法[D];武汉大学;2016年
16 陈炳锟;数控机床可靠性试验设计及评估方法研究[D];吉林大学;2011年
17 杨凡;冲击波压力测量系统联合校准及测量不确定度评定方法研究[D];南京理工大学;2020年
18 马双宝;基于熵的信息测量系统建模方法研究[D];华中科技大学;2013年
19 李志宏;可视化火焰测量系统的开发及应用[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2006年
20 张士雄;数控机床用高性能交流伺服驱动控制技术研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 江磊;数控机床在机测量系统最佳测量区确定方法的研究[D];安徽理工大学;2020年
2 李乐斌;基于扫频激光的数控机床圆度误差测量系统[D];浙江大学;2013年
3 尹宗涛;基于电涡流传感器的数控机床热误差测量系统研究[D];合肥工业大学;2020年
4 孙慧芳;高精度激光自混合测量系统及LabVIEW实现[D];厦门大学;2019年
5 蔡志;基于便携式三维激光测量系统的校园街景地图制作与应用[D];广州大学;2019年
6 陈邦晟;数控机床在机测量系统综合误差补偿建模方法的研究[D];安徽理工大学;2019年
7 张铈岱;数控机床在机测量系统相关性误差实验平台的研制[D];安徽理工大学;2019年
8 秦如;动不平衡测量系统频域特性分析及其补偿技术研究[D];上海交通大学;2016年
9 何思婷;轨道智能巡检小车动态基准测量系统[D];北京交通大学;2019年
10 汤建文;基于FPGA的数字化伽马能谱测量系统[D];东华理工大学;2019年
11 谷青峰;微波蒸汽湿度测量系统与传感器设计及实验研究[D];华北电力大学;2019年
12 杨家信;移动通信天线姿态塔下测量系统的研究与实现[D];重庆邮电大学;2018年
13 钟金荣;程序调试过程测量系统的设计与实现[D];华中科技大学;2019年
14 周宸;某翼型结构体综合测量系统设计[D];上海交通大学;2016年
15 麻星星;基于柔性电容式传感的人体运动测量系统开发与应用[D];华中科技大学;2019年
16 李铭玉;基于硅橡胶软传感器融合的腕部运动测量系统研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
17 张晓;考虑柔性效应的转动惯量测量方法及设备研制[D];国防科技大学;2018年
18 黄喜;汽车发动机喷油器泄漏原因分析及改善[D];上海交通大学;2018年
19 王剑虹;船舶冷弯肋骨测量系统研究与开发及误差补偿技术研究[D];上海交通大学;2018年
20 杨盼;水陆三维一体化测量系统的集成与实现[D];成都理工大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 本报记者 张宣;我省测量系统护送太空“快递员”入轨[N];新华日报;2021年
2 通讯员 刘风才;十五局集团二公司高效测量系统为沪昆项目添技术动力[N];中国铁道建筑报;2011年
3 李夏通讯员 闫玉玲;客运专线轨道设标网测量系统通过鉴定[N];天津日报;2008年
4 记者 郭锋 张舰;山西:无人船测量系统调查河流资源[N];中国自然资源报;2020年
5 记者 田九星;我省建成移动测量系统示范基地[N];山西日报;2012年
6 ;R&S:全套测量系统打造WLAN测试专家[N];通信产业报;2004年
7 吴玉华;车载激光建模测量系统助力四川测绘[N];中国测绘报;2013年
8 记者 吴宝成;车载激光建模测量系统通过专家鉴定[N];中国测绘报;2011年
9 沈阳日报、沈报全媒体记者 刘国栋;智能云科“对话”国内八成主流数控机床[N];沈阳日报;2020年
10 本报记者 王静;盐都里走出的数控机床厂[N];中国科学报;2012年
11 本报记者 孙大卫;数控机床的“数字”转身[N];辽宁日报;2021年
12 本报记者 张景阳;“只有站在数控机床旁,心里才觉得踏实”[N];科技日报;2021年
13 本报记者 葛立洲 通讯员 李玉洁;数控机床一线的青年工匠[N];日照日报;2018年
14 青岛日报、观海新闻驻沪记者 胡相洋;智能云科:对话3万台数控机床[N];青岛日报;2020年
15 徐琦 孙德栋 田璐 中国经济导报记者 殷晓旭;探秘山东滕州数控机床的“芯”突破[N];中国经济导报;2020年
16 首席记者 彭瑜;年产5000台数控机床项目在忠县开工[N];重庆日报;2018年
17 本报记者 李艳;数控机床领域的“铿锵玫瑰”[N];科技日报;2019年
18 本报记者 谷桔;杨康:一流的数控机床“医生”[N];湘潭日报;2019年
19 记者 韩远飞;国盛智科再战IPO 一年前被否“障碍”仍然存在[N];上海证券报;2019年
20 记者 张雪;6.5亿元收购正丰数控 康跃科技进军数控机床领域[N];上海证券报;2019年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978