外文翻譯--數(shù)控機床的核心及動力測量值的幾何誤差-數(shù)控設計(已修改)
2025-06-01 06:43 本頁面
【正文】 畢業(yè)設計 (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 姓 名： 學 號： 外文出處： Proceedings of SPIE Vol. 4222 (2020) ? 0277786X! 附 件： ； 。 指導教師評語： 簽名： 年 月 日 附件 1：外文資料翻譯譯文 數(shù)控機床的核心及動力測量值的幾何誤差 摘 要 在這篇論文中，介紹了一個用于測量數(shù)控機床上所有動力學方面幾何誤差的系統(tǒng)，并且給出了一些實驗結(jié)果。這些實驗結(jié)果表明了一些靜態(tài)與動態(tài)誤差特性間的重要差異。通過關(guān)于在動態(tài)信號 運動或暫停時的 分析，會發(fā)現(xiàn)數(shù)控機床上一些錯誤的方法。另外 ，用這個系統(tǒng)任何一種形態(tài)的輪廓誤差可以被直接地測量而不需要用到一個 球型金屬塊或者別的什么裝置，它可以提供一個簡單而又實用的估計 數(shù)控機床輪廓誤差的方法。 關(guān)鍵詞 ： 機床用具度量衡 幾何誤差 動態(tài)測量 1．序言 在過去的幾年中，機床的校準對于機床的制造方和使用方來說變得愈加重要，每個國家都有它承認的標準去評估數(shù)控機床的性能 [1~3]。然而，在這些標準中幾乎所有的幾何誤差都是在靜態(tài)或類似靜態(tài)的情形下被測量出的。換句話說，機器的軸被移動到特定的位置，停止轉(zhuǎn)動的時候被測量記錄的。這個過程明顯很耗費時間，也可能 很耗費勞力?，F(xiàn)今很多如惠普 5529A 激光測量系統(tǒng) 和 雷尼紹 激光干涉系統(tǒng)的 現(xiàn)代化測量系統(tǒng)提高了校準效率。這些校準包括自動收集信息，自動調(diào)調(diào)整校準部分程序和機械補償參數(shù)。這些工具可以簡化校準過程，費較小的勞力。但是他們也不能克服只能在靜態(tài)情況下測量的限制。很長的測量周期加購買測量器械的花費使得整個校準過程異常昂貴。如果機械很大而且可能出現(xiàn)誤差的地方又多的話將會花費更多。眾所周知，一臺三軸機床有 21 處可能出現(xiàn)幾何誤差的地方需要測量。另外，當數(shù)控機床在工作狀態(tài)加工零件時，機床的靜態(tài)幾何誤差并不是表現(xiàn)出來的那么正確。機 床是由機械部分、電部分和數(shù)字化部分等組成，每個組成部分都在一定的條件下起作用，比如速度，加速度，摩擦力，牽引力，能量變化等。所有因素都影響機床的正常工作狀態(tài)，并且機床的動力傳輸都假定在靜態(tài)狀態(tài)下。 因此，有必要評估 機床的 動態(tài)性能并且去研究精確地測量機床動態(tài)幾何誤差 2．動態(tài)測量系統(tǒng) 為了評估機床的動態(tài)性能，一個比較研究被正式納入從兩個基本調(diào)查中得出的結(jié)果。首先，機 床 的 靜 態(tài) 幾何誤差由惠普激 光干涉儀測量。其次，同一臺機床的動態(tài)幾何誤差由 housebuilt 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)同時 圖 1 機床的動態(tài)幾何測量工作示意圖 采集，高轉(zhuǎn)速，基于時間的測量，來比較編碼器讀數(shù)與激光干涉儀讀數(shù)。圖 1 顯示了機床的動態(tài)幾何測量誤差的相關(guān)機構(gòu) [4]。在這一動態(tài)測量系統(tǒng)中，使用 Zygo Axiom 2/20 激光干涉儀，因為它可以允許數(shù)控機床的工作臺或軸的移動速度達到 1 .8m/min ，它是惠普激光系統(tǒng)的 5 倍速度。同時， housebuilt 數(shù)據(jù)收集和處理系統(tǒng)被使用。它主要由一個 Ariel DSP 的接口卡與全局總線 +數(shù)字接口和 l6M 的隨機存儲器，housebuilt 控制電子，和一個使用 C 和 Visual Basic 軟件的 PC 接口組成。在機床動態(tài)測量的實驗中，模型 Monarch 45 數(shù)控銑床加工中心被用作對象的測試。在開始測量前，當 Monarch 數(shù)控銑床加工中心通電并處于一個靜態(tài)的情況下，整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)開始收集數(shù)據(jù)。測量出的背景噪聲代表了測量系統(tǒng)本身的誤差和主軸的振動。許多實驗表明，當機床已適當調(diào)整過后，最大誤差小于 微米。 3 .實驗結(jié)果和討論 靜態(tài)和動態(tài)測量值的對比 靜態(tài)測量，使用惠普 5528 激光干涉儀，三套的雙向測量是采取為每個線性軸間隔 50 毫米。這些通過所有測量均在同一點的數(shù)據(jù)作為靜態(tài)測量的結(jié)果并為參照來和動態(tài)測量的結(jié)果作比較。對于動態(tài)測量，選擇不同的原料來找出是否一些動態(tài)幾何誤差與工作臺的移動速度有關(guān)系。在下面的動態(tài)實驗中，在工作臺以一個穩(wěn)定的速度移動后收集數(shù)據(jù)，以便消除工作臺加速度的影響。事實上， 圖 2 動態(tài)與靜態(tài)線性位移測量值的比較 加速度會產(chǎn)生巨大的動態(tài)誤差，尤其是當有一個更大的 Abbe 偏移和一個更大的加速度。圖通常表明一些顯著性差異靜態(tài)和動態(tài) 測量誤差的線性位移。圖 2 表明了一些靜態(tài)和動態(tài)測量誤差直線位移的差異。 噪聲測量 一個動態(tài)和靜態(tài)測量最明顯的區(qū)別是動態(tài)測量比靜態(tài)測量有更大的隨機變化，尤其是在圖 2 所示測量直線位移誤差。這些隨機變化可稱為測量噪聲。噪音是由數(shù)控機床上許多不同種類的誤差引起的，如滾珠絲杠和螺母節(jié)距誤差，編碼器讀數(shù)誤差，工作臺傾斜引起的 Abbe 誤差，激光測量系統(tǒng)誤差，主軸振動等。它可被視為一個反映了機床動態(tài)特性的參數(shù)。在我們的實驗中，在這臺機床上以不同運動速度，從 100mm/mim 至 4000mm/mim，做同樣的實 驗，這超過了獲得一個高定位精度的正常速度。通過所有這些實驗，我們發(fā)現(xiàn)測量噪聲與機床的進給速度幾乎沒有任何關(guān)系。通過 FFT 分析，如圖 3 所示，我們發(fā)現(xiàn)測量噪聲的空間頻率約 毫米，這個現(xiàn)象可以進一步驗證圖 3a 是圖 2 的一部分。它可以得出結(jié)論， 滾珠絲杠或螺母可能是測量噪聲主要來源。 a .動態(tài)測量噪聲 FFT 分析
畢業(yè)設計相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1