机床误差快速测量技术研究

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1、湖北文理学院理工学院本科毕业论文（设计）开题报告学生姓名徐新波学号11316244系部机械设计制造及其口动化班级1112论文（设计）题目机床误差快速测量技术研究指导老师姓名陈国华职称讲师指导老师研究方向一、毕业论文（设计）选题的依据（选题的目的和意义、该选题国内外的研究现状及发展趋势、主要参考文献等）目的：提出基于多体系统理论的数控机床运动误差模型、儿何误差参数综合辨识模型及相应测量技术，使用9线位移误差及直线度误差测量，可准确辨识数控机床整个工作区间内的全部21项儿何误差参数；在三坐标立式加工中心上进行软件误差补偿实验，并上坐标测量机检验

2、。结果表明，建模方法具有较强的实用性，对数控机床加工误差补偿效果明显，尽可能地在一台机床上利用一次装卡完成全部或大部分的加工任务，以保证工件位置精度，捉高生产效率，可降低测量成本，减少生产辅助时间，提高生产效率和加工精度意义：近年来，提高数控机床精度的研究倍受重视。通常尺寸精度是决定数控机床加工精度的最重要因索，而数控机床的儿何精度是影响尺寸精度的直接原因。提高机床精度有误差避免和误差补偿两种基本方法。计算机技术和测量技术的发展，为软件误差补偿技术的发展应用,快速准确的测量综合误差，并迅速查找出误差产生的原因以便采取相应的对策，通过误差补偿

3、方式实施调整，是现代生产最需要的。现状及发展趋势:总体来说，提高机床精度冇两种基本方法:误差防止法和误差补偿法。误差防止法有着很大的局限性,经济上的代价往往很昂贵;误差补偿法可以降低仪器和设备制造的成本,具冇罪常显著的经济效益，因此误差补偿技术在机械制造行业屮得以迅速发展和推广。建立数控机床空间误差模型和精确地测量出数控机床的各项误差是实现误差补偿的关键问题国内外冇大量文献阐述机床谋差快速测量技术研究成果，如Kaki-no的实验室使用双球杆仪对机床的误差进行快速的圆轨迹测量；Ferreira和其合作者也对该方法进行了研究，得岀了机床几何误差

4、的通用模型，对单项误差合成补偿法作岀了贡献。Lnietal更进一步将该方法运用丁•在线的误差补偿，获得了比较理想的结果。Chenctal建立了32项谋差模型，其中多余的11项是有关温度和机床原点谋差参数，对卧式加工屮心的补偿试验表明，精度捉高10倍。Eung-SukLeaetal几乎使用了同GZhang一样的测量方法，对三坐标Bridgeport铳床21项谋差进行了测量，运用误差合成法得出了误差模型，补偿后的结果分别用激光干涉仪和Rcnishaw的DBB系统进彳亍了检验，证明机床精度得以提升。1981年，Dufour和Groppetti在不

5、同的载荷和温度条件下，对机床工作空间点的误差进行了测量，构成谋差矢量矩阵，获得机床误差信息。将该课差矩阵存入计算机进行误差补偿。类似的研究主耍冇A.C.Okaforetal,通过测量机床工作空间内,标准参考件上多个点的相对误差，以第一个为基准点，然后换算成绝对坐标谋差，通过插值的方法进行误差补偿，结果表明精度捉高了2〜4倍。Hooman则运用三维线性（LVTDS）测量製置，得到机床空间27个点的谋差（分辨率0.25pm,重复精度lMm）,进行了类似的工作。进一步考虑到温度的影响，每间隔1.2小时测量一次，共测量8次，对谋差补偿结果进行了有关

6、温度系数的修。这种方法的不足Z处是测量工作量大，存储数据多。目前，述没冇完全合适的仪器，也限制了该方法的进一步运用和发展。国内学者刘焕牢提出了-•种在工业现场进行单轴高精度位置误差的测量系统；沈云波等捉出的利用平而正交光栅对数控机床运动谋差测量，谋差参数识别和谋差轨迹测绘的方法。近年来，天津大学、西安交通大学、华中科技大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、北京机床研究所、北京理工大学、清华大学、南京航空航天大学、国防科学技术大学、台湾国立台湾大学、台湾清华大学、上海交通大学等对机床误差测量技术进行着研究，主要参考文献：1•杨建国主编，数控机床误差

7、实时补偿技术研究2.中国学术期刊网，有关机床误井测量方法的论文3•网上收集资料，关TAPI公司的6D激光干涉仪、雷尼绍公司的球杆仪等仪器测量原理及方法二、毕业论文（设计）的主要研究内容及预期口标主要内容：1、机床21项误差的概念及来源。21项误差最早来源于三坐标测量机，现在也运用于数控加工屮心。通常将三坐标测量机或三轴加工屮心的几何参数误差按其在齐运动自由度方向作用分类，分为三项位置度、六项直线度、九项角摆误差、以及三轴相互Z间的三项垂直度，共二十一项参数误差。二十一项误差是三坐标测量机的基本几何谋差，为了保证三坐标测量机满足示值谋差及探测

8、误差的要求，三坐标测量机生产厂家都耍测量和控制这二十一项误差，必要时进行补偿。二十一项谋差的测量可以使用不同的测量仪器进行检测以便于修正，包括双频激光干涉仪、电子水平仪、直角尺、