数控机床误差补偿系统的研制与应用

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1、上海交通大学硕士学位论文数控机床误差补偿系统的研制与应用姓名：朱卫斌申请学位级别：硕士专业：机械工程指导教师：杨建国;陆经纬20040601上海交通大学工程硕士学位论文摘要数控机床误差补偿系统的研制与应用摘要本文在充分了解和深入分析国内外数控机床误差补偿技术研究和应用现状的基础上通过详细的理论分析误差补偿系统的硬件软件设计设计开发了数控车床的误差实时补偿系统并将其应用于上海第二机床厂生产的HM-077数控车床上获得了良好的效果本文分为七章第一章综合论述了降低数控机床热误差的主要方法数控机床热误差补偿技术的研究历史和现状简要介绍了本文的主要内容第二章对数控车床的

2、可能产生的误差进行了分析,特别对HM-077数控车床的热误差的主要热源进行了分析第三章分析了机床运动副的误差运动利用基于齐次坐标变换的方法分析并给出了一台既包含移动副又包含转动副的四轴数控机床的误差综合数学模型此模型中不仅包含了机床的几何误差且包含了热误差共计46个误差元素并为其它类型的四轴及各种五轴数控机床的误差综合建模分析及误差补偿提供参考第四章对数控车床误差补偿系统的不同控制方式的优缺点与可行性进行了分析与概括第五章设计分析了误差补偿系统的软件对Fanuc0系统提出了具体的软件接口方法第六章设计分析了误差补偿系统的硬件结合不同的功能提出具体的配置与实现的

3、措施第七章描述了运用开发的误差实时补偿系统分别在上海第二机床厂与上海汽车股份有限公司汽车齿轮总厂的HM-077数控车床上的实际试验情况与效果分析关键词数控车床热误差实时补偿控制系统误差模型I上海交通大学工程硕士学位论文ABSTRACTRESEARCHANDAPPLICATIONOFTHEREAL-TIMETHERMALERRORCOMPENSATIONSYSTEMFORCNCMACHINETOOLSABSTRACTInthisdissertation,basedonfullyunderstandinganddeeplyanalyzingthecurrentst

4、atusoftheresearchandapplicationofthethermalerrorcompensationtechniqueforCNCmachinetools,somenewtheoriesandtechniquesarestudied,thehardwareandsoftwareofthethermalerrorcompensationtechniqueforCNCmachinetoolshavebeendeveloped.ThenewtechniqueisalsoimplementedsuccessfullyintheHM-077CNCma

5、chinethatismanufacturedbyShanghaiNO.2MachineWorks.Inchapter1,themainmethodstoreducethethermalerrorsinCNCmachinetoolsaregiven.TheresearchhistoryandpresentstatusoftheCNCmachinetoolerrorcompensationtechniquearealsoprovided.Themaincontentofthedissertationispresented,too.Inchapter2,analy

6、zingthepossibleerrorsourcesofCNCmachinetools,especiallyanalyzethemainerrorsourcesoftheHM-077CNCmachinetools.Inchapter3,thetheoryofthekinematicsoftheerrormotionformachinetoolsisanalyzedindetail.Theerrorsynthesismodelofa4-axisCNCmachineToolswhichincludebothprismaticandrotarytypeofjoin

7、tsisdiscussedbyuseofthehomogeneouscoordinatetransformationmethod,inwhichnotonlythegeometricerrorsbutalsothethermalerrorsareincluded.Itcanbeforthereferenceoftheerrormodelinganalysisandtheerrorcompensationfortheothertype4-axismachineToolsandthe5-axisCNCmachineTools.Inchapter4,theadvan

8、tagesanddisadvantag