大型五轴联动机床误差建模与补偿研究

【摘要】误差补偿是提高机床加工精度的有效方法之一,误差建模是进行误差辨识与补偿的先行条件。本文首先利用多体系统理论建立了课题研究的大型五轴联动机床的误差模型,然后对机床误差辨识的方法进行了研究。定位误差检测是机床误差辨识时的必检项目,故本文还对定位误差检测与补偿方法进行了研究,并对该机床进行了定位误差的检测与补偿实验。主要内容及结论如下：(1)分析了影响机床加工精度的误差来源。根据多体系统运动学理论体系,将机床上运动部件等效为多体系统中的典型体,用齐次坐标变换矩阵来描述体间相对运动关系。将机床分为两个分支,刀具分支与工件分支。根据加工时刀位点与工件上正被加工点位置应处于同一位置,将机床的刀具分支与工件分支联系起来。由刀具分支中刀位点在床身体坐标系中的位置矢量与工件分支中理论加工点在床身坐标系中的位置矢量之差建立了机床的通用误差模型。(2)建立了课题所述的大型五轴联动机床的误差模型。用Pro/E建模软件建立该机床的三维模型,将模型轴测图导入AutoCAD,对该机床总体布局进行描述。分析其上龙门架、滑鞍、Z向套筒、C轴部件、B轴部件等运动部件间的运动关系。建立各体的体坐标系,抽象出机床的拓扑结构,用齐次坐标变换矩阵描述各相邻体间的运动关系,然后建立大型五轴联动机床的误差模型。(3)对机床平动轴与旋转轴的误差辨识理论进行了研究,给出了该机床误差辨识的方法。误差辨识时定位误差检测项目为必检项目。对用激光干涉仪检测机床平动轴定位误差和直线度误差的原理和用激光跟踪仪检测机床旋转轴定位误差的原理进行了分析。(4)研究了机床定位误差补偿方法。分析了机床定位误差产生的主要原因,对定位精度评定标准进行了介绍。分析了机床上常见定位误差类型和目前定位误差补偿的相关方法,分析了西门子SINUMERIK840Dpl数控系统中定位误差补偿原理和有关定位误差补偿的参数设置问题。(5)对机床进行了Y轴和B轴定位误差的检测与补偿实验,对补偿前后的实验结果进行了详细深入的分析,结果表明：经过误差补偿,机床定位精度达到设计要求。
【作者】徐芳；
【导师】仲高艳；
【作者基本信息】南京农业大学，机械工程，2013，硕士
【关键词】大型；五轴联动机床；误差建模；误差辨识；误差补偿；

【参考文献】
[1]陈林林.射频集成电路的ESD防护技术研究[D].西安电子科技大学,集成电路系统设计,2012,硕士.
[2]于君.正中神经调控抑制室性心律失常的实验研究[D].北京协和医学院,内科学,2014,博士.
[3]刘畅.政府构建和谐稳定劳动关系的定位与职责研究[D].安徽大学,宪法学与行政法学,2013,硕士.
[4]袁玥.我国政府金融扶贫模式创新研究[D].东北师范大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[5]刘文静.现代物流园区建筑外部空间设计研究[D].湖南大学,建筑学,2014,硕士.
[6]袁澍阳.商业银行信息披露制度研究[D].首都经济贸易大学,经济法学,2014,硕士.
[7]刘璐.汉字符号在中餐厅室内设计中的应用研究[D].西南交通大学,艺术设计,2014,硕士.
[8]赛米·吾布力.武汉市城市房屋拆迁补偿政策演变研究（1980-2011）[D].华中科技大学,行政管理,2013,硕士.
[9]王珊珊.表观因子EZH2在肝癌治疗中和糖蛋白gp130在HBV相关肝癌发展中的作用和分子机制[D].复旦大学,生物化学与分子生物学,2013,博士.
[10]葛宁宁.中职数学“学案导学”教学模式的实践研究[D].杭州师范大学,学科教学（专业学位）,2011,硕士.
[11]张欢,倪振华,樊海明.钯纳米片与石墨烯电荷转移的拉曼光谱研究[A].中国物理学会光散射专业委员会.第十七届全国光散射学术会议摘要文集[C].中国物理学会光散射专业委员会:,2013:1.
[12]刘艳花,申溯,周小红,方宗豹,浦东林,朱鹏飞,陈林森.微纳柔性制造与印刷电子材料[J].中国材料进展,2014,03:129-134+179.
[13]邬锐.博弈论在戏剧冲突中的应用研究[D].上海戏剧学院,戏剧戏曲学,2013,博士.
[14]薛亮.基于商业智能的商业零售企业信息系统建设[J].天津城市建设学院学报,2001,04:267-270.
[15]国九英,杨慧珠.一种频率空间域双向预测提高信噪比及分辨率的新方法[J].石油地球物理勘探,1997,04:472-477+604.
[16]崔士军.塔式太阳能热发电系统智能控制技术的研究[D].济南大学,控制理论与控制工程,2012,硕士.
[17]赖巧华.广州地区成人慢喉喑患者的情志因素的调查研究[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[18]张莎.灰色关联分析新算法研究及其意义[D].东北师范大学,电路与系统,2012,硕士.
[19]郭惠康.重建接骨板辅助治疗股骨远端C2、C3型骨折的生物力学研究及临床应用[D].山西医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[20]李艳秋.王府断陷火山岩储层微观特征研究[D].东北石油大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[21]吴志炜.生态数据分析系统的设计与实现[D].北京交通大学,2014.
[22]李保林.我国股票市场发展对经济增长的贡献研究[D].河北经贸大学,国民经济学,2012,硕士.
[23]宁小筱.建筑企业项目部作业成本核算体系研究[D].华中科技大学,建筑与土木工程,2013,硕士.
[24]刘伟华.基于博弈论的供应链中合作关系的研究[D].辽宁工程技术大学,管理科学与工程,2004,硕士.
[25]王小龙.浅流人工湿地中植物根系与水力负荷的研究[D].西南交通大学,环境工程,2013,硕士.
[26]杨霞.中美农产品期货市场比较研究[D].大连海事大学,工商管理,2014,硕士.
[27]隋贺.气候变化下转Bt水稻对三种飞虱种群动态的影响研究[D].南京农业大学,农业昆虫与害虫防治,2012,硕士.
[28]杨劲枝.潮间带表层沉积物渗透系数的测定与计算方法研究[D].中国地质大学（北京）,地下水科学与工程,2014,硕士.
[29]韩征瑞.法庭交叉询问的邻近应对分析[D].广东外语外贸大学,外国语言学及应用语言学,2004,硕士.
[30]崔阳.新型城镇化背景下农民工保障房问题研究[D].山东财经大学,社会保障,2013,硕士.
[31]雷春雨.两类奇异基尔霍夫型方程解的存在性和多重性[D].西南大学,基础数学,2014,硕士.
[32]朱少萍.微博内作弊和推广联盟的检测算法研究[D].大连理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[33]杨波.微型桩在青银高速公路（河北段）沉降病害治理中的应用研究[D].西安科技大学,地质工程,2014,硕士.
[34]邢伟.醋酸铅诱导人肝细胞系L-02细胞凋亡及其与caspase-3表达关系的影响[D].桂林医学院,内科学,2012,硕士.
[35]孙凤青.中草药复方制剂“热喘平”治疗奶牛热应激机理研究[D].西南农业大学,临床兽医学,2004,硕士.
[36]尹久红.低压空化射流冲洗技术研究[D].西南交通大学,机械电子工程,2013,硕士.
[37]刘恩香.瑞舒伐他汀强化治疗对急性冠脉综合征PCI术后6个月的预后影响[D].河北医科大学,内科学,2013,硕士.
[38]姚娟.基于无线网络的分布式测试系统软件平台设计[D].中北大学,电子与通信工程,2013,硕士.
[39]谭玉涛.全球化语境下的中国当代艺术[D].东北师范大学,美术学,2012,硕士.
[40]周舰.宏观调控下成都市中小房地产企业的战略联盟分析[D].电子科技大学,2005.
[41]刘士宽.人民币汇率变动对我国农产品价格传递效应研究[D].吉林大学,金融,2014,硕士.
[42]杨枫.多胺在提高柑橘溃疡病抗性中的作用及其机理研究[D].华中农业大学,果树学,2014,硕士.
[43]李慧巍.产业集聚对环杭州湾区域制造业竞争优势的影响分析[D].浙江大学,2004.
[44]谢雯雯.运用“动—定序贯”思维辨证治疗急性痛风性关节炎的临床研究[D].广州中医药大学,中医学（专业学位）,2013,硕士.
[45]殷郑海.京沪高铁德州制梁场进度管理研究[D].西南交通大学,项目管理（专业学位）,2014,硕士.
[46]高红梅.IMIHK国际销售团队建设与管理的研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[47]施超.城市因创新而美丽——宁波市实施创新发展战略纪实[J].今日浙江,2014,04:24-27.
[48]陈璇.高校辅导员职业生涯管理研究[D].浙江工业大学,2012.
[49]杨宇.风力发电机风轮模拟及系统研究[D].内蒙古科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[50]邱照远.赝电容材料用作超级电容器电极材料的研究[D].华侨大学,材料学,2013,硕士.