多轴数控机床误差测量与建模研究

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1、劣参京交万方数据硕士专业学位论文多轴数控机床误差测量与建模研究ResearchonGeometricErrorMeasurementandModelingforMulti—AxisNCMachineTools作者：郑剑锋导师：蔡永林北京交通大学2014年6月万方数据学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，提供阅览服务，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送

2、交论文的复印件和磁盘。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)粒做作者虢举阱签字同期：，z，哗年多月刀同导师签名：豢H签字

3、二1期：乃膨年／月27同万方数据学校代码：10004北京交通大学硕士专业学位论文多轴数控机床误差测量与建模研究密级：公开ResearchonGeometricErrorMeasurementandModelingforMulti．AxisNCMachineTools作者姓名：郑剑锋导师姓名：蔡永林工程硕士专业领域：机械工程北京交通大学2014年6月学号：12125820职称：副教授学位级别：硕士万方

4、数据万方数据致谢本论文是作者在导师蔡永林副教授的指导下完成的，在为期两年的研究生学习生活中，蔡老师对作者的学习、生活等各个方面给予了无微不至的关怀与帮助。作者从他那里学到了丰富的专业知识和解决实际问题的方法。蔡老师严谨的治学态度，踏实的工作作风，不断进取的创业精神给了我很大的启发，也使我受益匪浅。值此论文完成之际，谨向蔡老师致以衷心的感谢!衷心感谢北京交通大学机电学院的孙卫青老师在学习、生活上给予我的帮助。感谢父母和家人在我攻读硕士学位期间给予我的支持与鼓励，他们的支持是我永远前进的动力，没有他们的大力支持，我难以顺利完

5、成学业。感谢实验室杨智敏、黄超、何娟娟师兄师姐在学术上及生活上的热心指导和无私帮助。感谢樊文刚师兄在实验仪器使用和协调上给予我的帮助，感谢赵明波、崔宁宁同学在学术讨论中给我的启迪和帮助。感谢硕1208班的每位同学和朋友，他们始终在给予我关怀和帮助。感谢所有关心和帮助过我的老师和同学们!万方数据V万方数据摘要为了提高数控机床的加工精度，论文以TH5656五轴高速加工中心为研究对象，对机床的几何误差建模、几何误差测量与辨识和试件的加工验证等方面进行了研究，通过测量机床空间几何误差，建立机床几何误差模型，分析了机床几何误差从机

6、床零部件传递到被加工零件的规律，编写了误差补偿软件，并对软件误差补偿后的试件进行了加工，以验证几何误差模型的准确性。论文主要研究内容如下：1．基于多体系统运动学原理，利用变换矩阵来描述多体间的相对位置和姿态变化，建立了TH5656双转台五轴数控机床的几何误差模型。2．设计了误差测量方案，利用激光干涉仪和自准直仪检j贝,lSn辨识了TH5656数控机床三个平动轴的21项几何误差，并计算出机床三个平动轴的定位误差和重复定位误差。3．给出了几何误差补偿思路，编写了误差补偿软件，对机床加工精度进行预测以及误差补偿。利用编写的软件

7、对数控程序的G代码指令进行离线补偿，实现了机床几何误差的软件补偿。4．最后进行试件加工实验验证。分别用原始G代码程序和经过补偿后的G代码程序进行试件的精加工实验，使用三坐标测量机对两个试件表面进行数据点的采集，获得了补偿前后试件表面轮廓误差数据，进行了表面差异的分析，验证了本文所提方法及工作的正确性。图49幅，表16个，参考文献44篇。关键词：数控机床；多体系统；几何误差建模；几何误差测量；软件误差补偿：加工实验万方数据Vl万方数据ABSTRACT———————————————————————一—————————————

8、————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————一Toimprovethemanufacturingaccuracy，thispapertakesTH5656five—axishighspeedmachiningcenteroftable—tiltingasthestud3，ingobjecttobuildthegeometricerrormodeling，measureerrorandidentificate

9、theNCmachinetool，thenthetestpiece．Withthemeasurementofthegeometricerrorandtheprecisionmodelingofthemulti—axisNCmachinetoolsisbuilt，andthentheirerrorstransferab