数控机床滑枕悬伸变形误差实时检测技术研究

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1、硕士学位论文数控机床滑枕悬伸变形误差实时检测技术研究TheReal—timeDetectionTechniquefortheDeformationErrorofCNCMachineTool’SRam作者姓名：杨琳学科、专业：机械制造及其自动化学号：21004011指导教师：王永青大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果

2、，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：作者签名：偏林日期：兰!主年—L月j三日大连理工大学硕士学位论文摘要滑枕结构作为主轴进给运动的主要驱动部件，对大型高档数控装备的加工精度具有直接影响，针对滑枕的悬伸变形误差，现有的检测及补偿手段尚不能达到现代工业中要求的快速、高精度和在机检测的需要，基于非干涉光准直技术的实时测量系统解决了滑枕实时补偿闭环测控系统的第一项关键技术难题，对数控制造领域的发展具有重要意义。

3、本学位论文针对滑枕复杂工况下产生的下垂变形误差，结合光学等领域的理论知识，对以下内容进行了深入研究：(1)对滑枕的结构及受力情况进行分析，并应用有限元分析软件对不同接触条件及受切削载荷时的受力变形情况进行了对比，验证了滑枕下垂变形误差来自于挠曲变形、配合部位的受力不均匀以及切削载荷等多种因素的耦合，且配合部位的受力不均匀为最主要原因，在长期的使用过程中，增大的间隙亦会进一步加剧滑枕的低头现象。(2)提出了一种基于非干涉光探测技术、可应用于某双工位铣床的实时在机检测方法。在滑枕端部及机床顶部分别安装激光探测器，这种双探测器集成的检测系统可全面检

4、测出将挠曲变形、滑枕倾斜及光源自身可能产生的倾斜量，通过PCI．1716L数据采集卡传送至计算机，在LabVIEW开发环境下编写了数据采集及坐标值解算程序，结合数控机床滑枕进给运动，将双PSD的实时检测值根据几何关系解算出滑枕总低头量。(3)在设计测量电路软硬件系统的过程中，为了提高测量电路的空间抗干扰性，本文采取了采样保持电路、光学滤波，低通数字滤波等多种降噪方法，通过反复试验确定了最佳采样问隔和滤波参数。结合定位精度检测实验，对光斑的稳定性、定位精度、线性度、可能产生的定位畸变误差等进行了分析，结果显示，该测量电路可以达到0．01mm的定

5、位精度，线性度达0．128％，这表明该方法可以应用于数控机床滑枕结构的快速、高精度的在机测量。在此基础上，模拟了机床滑枕的低头现象实施了在机检测实验，获得了与工厂理论值相符的检测结果。关键词：滑枕；悬伸变形；实时检测：PSI)TheReal—timeDetectionTechniquefortheDeformationErrorofCNCMachineTool’sRamAbstractAsthemaindrivecomponentsofspindlefeedmotion，theramhasadirectimpactontheprecision

6、ofthelarge—scalehigh—endCNCequipment．Forran3．overhangdeformationerror，theexisringdetectionandcompensationmeanscannotreachtherequirementsoffast，highprecisionandinmachinedetectioninmodemindustry．Thereal—timemeasurementsystemwhichisbasedonnon．interferencelightcollimationtechni

7、quesCansolvethefirstkeytechnicalproblemsoframreal—timecompensationclosedloopcontrolsystem，andhasagreatsignificancefordevelopmentsinthefieldofCNCmanufacturing．Againstramoverhangdeformationerrorincomplexconditions，combiningtheoreticalknowledgeofopticsandotherfields，themainres

8、earchworkwasdoneasfollows：(1)Analyzetherammaterials，structures，andtheforce，andunde