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加工精度是数控机床的重要性能指标,而几何误差是影响机床加工精度的关键因素之一,因此研究数控机床的几何误差测量与辨识方法对于提高数控机床的加工精度水平具有重要的现实意义。 本文围绕数控机床的几何精度改善相关工程需求,研究数控机床的几何误差建模、检测与辨识方法,全文主要研究内容如下: 在数控机床的几何误差建模研究方面,以多体系统理论为基础,全面考虑影响刀具和工件相对位置和姿态的全部几何误差源,建立了数控机床的通用几何误差模型。 在数控机床几何误差的灵敏度分析研究方面,以微分理论为数学工具,定量分析了几何误差对整机精度以及工作空间体对角线双向定位误差的灵敏度。 在数控机床几何误差检测方法研究方面,引入一种多站分时测量方法,该方法首先通过多边定位原理准确标定出炮塔在机床坐标系中的六个坐标位置,然后使用这六个炮塔位置准确标定出数控机床工作空间中的测点位置误差。 在数控机床的几何误差辨识方法研究方面,提出了一种基于Laser TRACER体对角线误差测量信息的几何误差快速辨识方法,并引入一种两步解正则化方法以修正映射矩阵的性态,可以较大程度上提高误差参数辨识的抗干扰性。计算机仿真和实验结果均表明,本文所提辨识方法的正确性和有效性。