誤差分析作業(yè)

1數(shù)控機(jī)床幾何誤差與熱誤差綜合建模2課題背景1數(shù)據(jù)采集2誤差建模3課題背景各種高速、精密加工機(jī)床中，熱變形導(dǎo)致的機(jī)床誤差問(wèn)題日益突出。大量研究表明，熱誤差是機(jī)床的最大誤差源，所以對(duì)機(jī)床熱變形誤差的控制將是提高機(jī)床加工精度的關(guān)鍵技術(shù)。影響零件加工精度的各項(xiàng)誤差熱魯棒性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少熱源熱流控制有限元等方法誤差補(bǔ)償系統(tǒng)熱誤差補(bǔ)償值熱誤差補(bǔ)償模型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 灰色系統(tǒng)理論溫度傳感器溫度測(cè)點(diǎn)選擇和優(yōu)化布置各軸誤差分配誤差檢測(cè)技術(shù)熱誤差X軸Y軸Z軸補(bǔ)償值機(jī)床熱誤差可在設(shè)計(jì)和制造中通過(guò)機(jī)床本身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)來(lái)減小。但

是,在很多情況下,由于受到種種條件的限制,不能僅通過(guò)生產(chǎn)和設(shè)計(jì)來(lái)減小機(jī)床誤差,因此,誤差補(bǔ)償技術(shù)作為一種提高機(jī)床精度的有效且經(jīng)濟(jì)的手段受到了廣泛的重視。數(shù)據(jù)采集圖1定位誤差測(cè)量1定位誤差測(cè)量以機(jī)床的

y軸定位誤差的測(cè)量、建模進(jìn)行說(shuō)明。y軸行程范圍為400

mm，測(cè)量起點(diǎn)為數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)零點(diǎn)。每

25

mm取一個(gè)測(cè)量點(diǎn)，全程共有

17個(gè)測(cè)量點(diǎn)。2溫度誤差測(cè)量y軸絲桿螺母y軸絲桿座y軸床身在整個(gè)溫升過(guò)程中，對(duì)溫度場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并記錄下常溫、溫升

10～120

min時(shí)的測(cè)點(diǎn)溫度。行程0分鐘誤差值10分鐘20分鐘30分鐘45分鐘70分鐘120分鐘0000000025-3-1.57155-0.219491.009662.221253.71378450-6-4.13521-1.431080.324851.957863.977176.4179175-7-4.27568-1.150131.273053.309925.206328100-7-3.327480.061462.906064.521517.2256411.96664125-8-3.116770.324854.258126.68138.8586512.3705150-9-2.396841.870065.73318.7181712.0895516.42669175-11-4.59175-0.465323.309928.8586512.2300317.49781200-15-7.08516-2.783141.132577.4890311.0184416.69008225-12-4.451270.605795.0658510.47411519.93854250-14-6.50571-1.624232.221258.3143113.4416220.48288275-17-9.71905-4.2230.061466.681311.2818317.37489300-19-11.194-5.68042-0.482885.8735712.0895520.07902325-18-10.158-4.029851.817388.033361521.57155350-20-10.7551-4.626871.553999.262511825.3468375-21-8.26163-1.518884.2581212.7743621.4310828.1914400-21-8.70061-0.939424.2581212.9148421.6944729.40299數(shù)據(jù)采集結(jié)果幾何誤差建模y軸在冷態(tài)，溫度升高

10～120

min共7次測(cè)得的

7條定位誤差曲線。由圖可見(jiàn)在不同溫度狀態(tài)下測(cè)得的定位誤差有很大的變化。這就是為何一般補(bǔ)償?shù)男Ч缓玫脑颍床荒馨匆粭l定位誤差曲線進(jìn)行補(bǔ)償，而應(yīng)該對(duì)于不同的溫度，根據(jù)不同的定位誤差曲線進(jìn)行補(bǔ)償。將前圖中的

7條誤差曲線均旋轉(zhuǎn)到水平，即令一次擬合曲線斜率為0，然后求這

7條誤差曲線的平均值，從而可得基準(zhǔn)誤差曲線。熱誤差建模熱誤差模型：綜合誤差建模綜合誤差建模：7條誤差曲線共有17×7=119個(gè)誤差點(diǎn)，將這些誤差值匯總，下圖為7條誤差曲線的總體殘差示意圖。精度：[–4.27

μm,7.75

μm]總結(jié)該方法的特點(diǎn)：①考慮了機(jī)床不同溫度狀態(tài)下誤差的全面變化而進(jìn)行機(jī)床溫度和誤差數(shù)據(jù)的采集和分析，即以實(shí)際測(cè)量的機(jī)床誤差數(shù)據(jù)為依據(jù)，分析了機(jī)床溫升與誤差變化之間的關(guān)系，建立了幾何誤差與熱誤差的綜合數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)了主要機(jī)床誤差的補(bǔ)償，綜合考慮了機(jī)床在溫升前的冷態(tài)狀態(tài)下以及在整個(gè)溫升過(guò)程中直至熱穩(wěn)態(tài)之后的誤差變化情況；②幾何誤差和熱誤差的分離和綜合，即根據(jù)幾何誤差和熱誤差的不