基于非统计理论数控机床动态性能的研究

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1、ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityforMasterDegreeofEngineeringStudyondynamicperformanceofNCmachinetoolbasedonthenonstatisticaltheoryAuthor：ZHAOLiangSpecialty:ElectronicsandCommunicationEngineeringAdvisorⅠ:Prof.WANGJun-FengAdvisorⅡ:Prof.Me

2、ngGuang-WeiSchoolofElectronicsandElectricEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.ChinaAugust25,2013万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要基于非统计理论的数控机床动态性能研究摘要随着科学技术的发展，数控机床日益向高速、高效和精密方向发展，因此对其加工性能的要求也越来越高。为了使机床能够高速、高效、高质量地工作，良好的动态特性是其必须具有的。现实加工中的加工过程“机床-刀具-成件”组成的系统的动

3、态特性，比如刚度、阻尼比、固有频率等都会对加工件表面的质量、加工的效率、加工的精度、和刀具的耐用度产生不小的影响，所以我们需要对切削工艺系统频响特性进行测量，对实验的模态进行分析，对切削过程的动力学进行仿真，对切削参数以及加工的工艺进行优化，目的就是为了提高加工的质量与效率。又由于结构动态的特性对其工作性能、效率、稳定性和可靠性等有很大的影响，所以目前它已成为衡量数控机床结构性能好坏的重要指标。因此提高机床的动态特性已成为机床行业走向现代化的研究课题之一。本课题分别对两台台国产和一台进口数控机床的动态特性进行测

4、试和综合评价。主要内容如下：(1)综述了本课题的研究背景，包括目前数控机床的发展趋势和国内数控机床的发展现状及存在的问题，阐述了研究机床动态特性的重要意义，总结了机床动态特性研究的概况。最后，介绍了本论文的主要研究内容。(2)数控机床误差的来源以及对加工精度的影响，对数控机床动态参第I页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文摘要数进行了研究，数控机床的动态特性的测量和评价的方法是基于数控机床的误差来研究的，介绍了热误差以及解决热误差主要的方法，并最终确定了热误差为本文研究数控机床动态特性的主要特征参数。(3)动态

5、特性分析理论的介绍主要包括概率统计，模糊数学和灰色系统理论，本次主要用到的是模糊数学和灰色系统理论，说明了选用这两种方法的原因和优点。并对这两种方法的起源发展以及使用方法进行了介绍。(4)设计了数控机床动态特性综合测试系统，搭建了测试系统的硬件平台，并运用labview软件进行了系统软件的编写，系统软件设计主要采用了模块化设计的方法，实现了对多通道数据采集的在线显示和在线数据管理。(5)介绍了实验当中对于测试时热误差和温度的传感器的布置，并说明了选取研究热误差以及温度的原因。并计算了所等到的数据的关联度、距离和

6、贴近度，最后对计算出的数据进行总结。关键词：动态特性关联度距离贴近度热误差第II页万方数据上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTStudyondynamicperformanceofNCmachinetoolbasedonthenonstatisticaltheoryABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,CNCmachinetoolsareincreasinglybecominghigh-speed,efficientandprecisedire

7、ction,sotheperformanceofitsprocessingrequirementsarealsoincreasing.Inordertomachinetoolstohigh-speed,highefficiency,high-qualitywork,itsstructuremusthavegooddynamiccharacteristics.Theactualprocess"tools-tools-jobs,"composedofthedynamiccharacteristicsofproces

8、ssystems,suchasnaturalfrequency,dampingratio,stiffnessdirectlyaffectthesurfacequality,machiningaccuracy,machiningefficiencyandtoollife.Toimproveprocessingqualityandprocessingefficiency,measureme