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本書是對數控機床誤差測量、建模和補償的理論、方法和實踐的系統性總結，內容包括數控機床誤差補償的概念、步驟，數控機床誤差補償的歷史、現狀及發展趨勢，數控機床誤差及其形成機理，機床誤差綜合數學模型(包括五軸機床在內的典型數控機床的統一數學模型)，數控機床誤差檢測技術，數控機床誤差元素建模技術，數控機床誤差實時補償控制及其系統，以及數控機床誤差實時補償技術應用實例。
本書適合機械製造專業研究生，以及從事精密加工，精密測量，數控機床設計、製造及使用的技術人員閱讀。
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系統總結數控機床誤差測量、分析建模與補償技術， 6個誤差實時補償應用實例
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目錄
前言
第1章緒論1
11數控機床誤差補償研究的意義1
12數控機床誤差補償的基本概念2
121誤差補償的基本概念及特性3
122誤差補償的步驟4
13數控機床誤差補償技術研究的歷史、現狀和發展趨勢6
131數控機床誤差補償技術研究的歷史6
132數控機床誤差補償技術研究的現狀17
133數控機床誤差補償技術研究的發展趨勢18
第2章數控機床誤差及其形成機理23
21數控機床誤差概念及分類23
211誤差的概念23
212誤差的分類25
22數控機床幾何誤差元素26
23機床熱誤差及形成機理31
231機床熱變形機理31
232機床熱源及溫度場32
233機床熱變形分析36
24機床力誤差及形成機理44
241機床力變形機理44
242機床力變形分析46
25其他誤差機理48
251刀具磨損誤差48
252其他誤差49
253誤差元素表及其應用51
第3章機床誤差綜合數學模型54
31齊次坐標變換5432機床誤差綜合數學模型的建立57
321機床誤差綜合數學模型的建模方法57
3224種結構加工中心的誤差綜合數學模型60
334種結構加工中心的統一數學模型68
3412種結構五軸機床的統一數學模型70
第4章數控機床誤差檢測技術75
41機床幾何誤差檢測75
411激光干涉儀檢測法77
412機床誤差的雙球規檢測法87
413機床誤差的平面光柵檢測法90
42數控機床溫度與熱誤差檢測95
421數控機床溫度與熱誤差(位移)檢測系統96
422溫度測點佈置技術100
43切削力和切削力誤差檢測110
431測力儀直接測量切削力111
432通過驅動電動機電樞電流間接檢測切削力112
44機床空間誤差測量與辨識方法115
441空間誤差的概念115
442分步對角線法空間誤差測量辨識116
443雙向分步對角線法空間誤差測量辨識120
45其他誤差的檢測124
第5章數控機床誤差元素建模技術127
51僅與機床位置坐標有關的幾何誤差元素建模127
511幾何誤差元素建模原理127
512幾何誤差元素建模舉例128
52僅與機床溫度有關的熱誤差元素建模134
521熱誤差元素建模原理134
522主軸熱漂移誤差的建模135
523基於RBF神經網絡的數控車床熱誤差智能建模研究137
53與機床溫度和位置坐標都有關的複合誤差建模143
531複合誤差建模原理143
532機床幾何與熱複合誤差建模舉例144
第6章數控機床誤差實時補償控制及其系統149
61誤差補償方式及實施策略149
611誤差補償方式149
612誤差補償實施策略150
62基於原點偏移的誤差實時補償系統155
621補償系統的硬件執行平臺155
622補償系統的軟件平臺157
623實時補償系統工作過程158
63基於網絡接口的誤差實時補償系統158
631網絡接口下單機補償架構分析159
632網絡接口下網絡群控補償架構分析163
633誤差實時補償系統硬件構成與軟件設計165
634網絡接口下單機補償/網絡群控補償系統工作流程173
ⅦⅧ第7章數控機床誤差實時補償技術應用實例176
71車削中心熱誤差實時補償176
711問題描述176
712機床溫度場及熱誤差的檢測與分析177
713熱誤差模態分析181
714誤差建模183
715實時補償控制系統及補償效果檢驗188
72數控雙主軸車床幾何誤差與熱誤差綜合實時補償192
721數控雙主軸車床運動部件結構簡介及其誤差元素193
722誤差綜合數學模型194
723誤差元素檢測和建模199
724誤差補償控制及補償效果檢驗213
73加工中心幾何誤差與熱誤差綜合實時補償216
731溫度傳感器在機床上的佈置216
732實時補償器與機床數控系統的連接及其功能調試217
733機床誤差動態實時補償前後測量對比分析218
74VMC850E加工中心空間誤差補償229
741VMC850E加工中心結構簡介及其誤差元素230
742誤差補償及補償效果檢驗231
75MK5225A重型數控龍門導軌磨床多誤差綜合實時補償234
751重型數控龍門磨床結構特徵234
752幾何誤差檢測、建模及補償237
753機床主軸熱漂移誤差實時補償244
76五軸加工中心誤差補償246
761五軸加工中心結構簡介與誤差綜合模型246
762五軸加工中心解耦補償策略252
763平動軸誤差測量和建模257
764旋轉軸誤差測量和建模265
765誤差補償實施和補償效果驗證267
參考文獻277
前言
第1章緒論1
11數控機床誤差補償研究的意義1
12數控機床誤差補償的基本概念2
121誤差補償的基本概念及特性3
122誤差補償的步驟4
13數控機床誤差補償技術研究的歷史、現狀和發展趨勢6
131數控機床誤差補償技術研究的歷史6
132數控機床誤差補償技術研究的現狀17
133數控機床誤差補償技術研究的發展趨勢18
第2章數控機床誤差及其形成機理23
21數控機床誤差概念及分類23
211誤差的概念23
212誤差的分類25
22數控機床幾何誤差元素26
23機床熱誤差及形成機理31
231機床熱變形機理31
232機床熱源及溫度場32
233機床熱變形分析36
24機床力誤差及形成機理44
241機床力變形機理44
242機床力變形分析46
25其他誤差機理48
251刀具磨損誤差48
252其他誤差49
253誤差元素表及其應用51
第3章機床誤差綜合數學模型54
31齊次坐標變換5432機床誤差綜合數學模型的建立57
321機床誤差綜合數學模型的建模方法57
3224種結構加工中心的誤差綜合數學模型60
334種結構加工中心的統一數學模型68
3412種結構五軸機床的統一數學模型70
第4章數控機床誤差檢測技術75
41機床幾何誤差檢測75
411激光干涉儀檢測法77
412機床誤差的雙球規檢測法87
413機床誤差的平面光柵檢測法90
42數控機床溫度與熱誤差檢測95
421數控機床溫度與熱誤差(位移)檢測系統96
422溫度測點佈置技術100
43切削力和切削力誤差檢測110
431測力儀直接測量切削力111
432通過驅動電動機電樞電流間接檢測切削力112
44機床空間誤差測量與辨識方法115
441空間誤差的概念115
442分步對角線法空間誤差測量辨識116
443雙向分步對角線法空間誤差測量辨識120
45其他誤差的檢測124
第5章數控機床誤差元素建模技術127
51僅與機床位置坐標有關的幾何誤差元素建模127
511幾何誤差元素建模原理127
512幾何誤差元素建模舉例128
52僅與機床溫度有關的熱誤差元素建模134
521熱誤差元素建模原理134
522主軸熱漂移誤差的建模135
523基於RBF神經網絡的數控車床熱誤差智能建模研究137
53與機床溫度和位置坐標都有關的複合誤差建模143
531複合誤差建模原理143
532機床幾何與熱複合誤差建模舉例144
第6章數控機床誤差實時補償控制及其系統149
61誤差補償方式及實施策略149
611誤差補償方式149
612誤差補償實施策略150
62基於原點偏移的誤差實時補償系統155
621補償系統的硬件執行平臺155
622補償系統的軟件平臺157
623實時補償系統工作過程158
63基於網絡接口的誤差實時補償系統158
631網絡接口下單機補償架構分析159
632網絡接口下網絡群控補償架構分析163
633誤差實時補償系統硬件構成與軟件設計165
634網絡接口下單機補償/網絡群控補償系統工作流程173
ⅦⅧ第7章數控機床誤差實時補償技術應用實例176
71車削中心熱誤差實時補償176
711問題描述176
712機床溫度場及熱誤差的檢測與分析177
713熱誤差模態分析181
714誤差建模183
715實時補償控制系統及補償效果檢驗188
72數控雙主軸車床幾何誤差與熱誤差綜合實時補償192
721數控雙主軸車床運動部件結構簡介及其誤差元素193
722誤差綜合數學模型194
723誤差元素檢測和建模199
724誤差補償控制及補償效果檢驗213
73加工中心幾何誤差與熱誤差綜合實時補償216
731溫度傳感器在機床上的佈置216
732實時補償器與機床數控系統的連接及其功能調試217
733機床誤差動態實時補償前後測量對比分析218
74VMC850E加工中心空間誤差補償229
741VMC850E加工中心結構簡介及其誤差元素230
742誤差補償及補償效果檢驗231
75MK5225A重型數控龍門導軌磨床多誤差綜合實時補償234
751重型數控龍門磨床結構特徵234
752幾何誤差檢測、建模及補償237
753機床主軸熱漂移誤差實時補償244
76五軸加工中心誤差補償246
761五軸加工中心結構簡介與誤差綜合模型246
762五軸加工中心解耦補償策略252
763平動軸誤差測量和建模257
764旋轉軸誤差測量和建模265
765誤差補償實施和補償效果驗證267
參考文獻277
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