辊筒模具形状精度在位检测及误差补偿技术研究.pdf

《辊筒模具形状精度在位检测及误差补偿技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文辊筒模具形状精度在位检测及误差补偿技术研究STUDYONTHEFORMACCURACYIN-SITUMEASUREMENTANDCOMPENSATIONTECHNIQUEOFROLLERMOLD贾媛媛哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH161学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文辊筒模具形状精度在位检测及误差补偿技术研究（学术型）硕士研究生：贾媛媛导师：王波教授申请学位：工学硕士学科：机械制造及其自动化所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:TH161U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHEFORMACCURACYIN-SITUMEASUREMENTANDCOMPENSATIONTECHNIQUEOFROLLERMOLD（ACADEMIC）Candidate：JiaYuanyuanSupervisor：Prof.BoWangAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalManufa

3、cturingandAutomationAffiliation：SchoolofMechatronicsEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要形状精度是评价辊筒模具是否符合使用要求的重要指标之一，由于各种外部及内部因素的影响，实际加工出的辊筒模具表面轮廓与理想轮廓之间存在一定的偏差，反映在工件表面上就是形状误差。随着加工要求越来越高，仅依靠机床本身加工精度已经

4、难以保证辊筒模具的形状精度。目前常用的提高形状精度的方法是建立加工过程中的各项误差模型，分析其特点和大小并对其分别进行补偿。机床的几何误差、热误差、刀具磨损和随机误差等，都会对机床的加工精度造成影响，直接测量和计算单相误差对机床的加工精度影响相对精确但是耗时较长，效率低下且成本高昂。因此，研究高效率、低成本的加工方法来提高辊筒模具的形状精度具有十分重要的意义。本文从辊筒模具本身出发，在位检测精切后的辊筒模具形状误差，并生成误差补偿数据，通过慢刀伺服车削加工技术进行补偿加工从而减小其形状误差，无需提高机床本身加工精度和建立各项误差模型便

5、可加工出满足精度要求的辊筒模具，具有十分重要的应用价值。本文主要的研究工作包含以下几方面内容：首先，分析影响辊筒模具形状误差的因素，通过对精切后的辊筒模具进行运动学分析，建立以回转轴线平均线为坐标轴的绝对坐标系，并通过三点法误差分离原理分离出各个被测截面的径向回转误差、圆度误差和偏心位置。将辊筒模具分为圆柱形和非圆柱形两种，分别通过三点法和两点法分离导轨沿辊筒模具轴向的运动误差，并在绝对坐标系中重构辊筒模具的表面形状。其次，根据国标规定的圆度误差和曲面形状误差评定准则，通过最小二乘法误差评定算法研究导轨运动误差，从而估计辊筒模具的母线

6、轮廓度误差；通过最小二乘法和最小区域法误差评定算法研究辊筒模具的截面圆度误差与形状误差，从而判断其是否满足精度要求。研究误差补偿以及慢刀伺服车削加工原理，根据重构的辊筒模具形状特征，通过数据处理获得辊筒模具误差补偿离散数据并生成慢刀伺服车削加工的刀具路径。最后，根据本文提到的在位误差测量和补偿加工方法，基于VB.NET和MATLAB设计一套数据处理系统，从而实现传感器信号的采集、辊筒模具形状误差的计算以及误差补偿数据的生成。为了证明辊筒模具形状误差在位测量和误差补偿方法的可行性，通过对精切后的辊筒模具进行形状误差测量和补偿加工，并对补

7、偿前后的加工结果进行对比。从最终的实验结果可以看出本文提出的误差补偿方法可以明显减小辊筒模具的形状误差，使辊筒模具的形状精度提高了90%左右。-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文关键词：辊筒模具；在位检测；误差分离；数据处理；慢刀伺服；误差补偿-II-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSurfaceformaccuracyisoneofthemostimportantindexforevaluatingthequalificationofrollermold.Thereisacertaindeviationbetweent

8、heactualsurfaceprofileandtheidealprofileofprocessedmoldduetoexternalandinternalfactors,whichisreflectedonthewo