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随着我国汽车、航空航天、军工武器装备及造船业的不断发展,对高档精密数控机床的需求量迅猛增长,机床综合动态精度建模技术,是精密机床误差实时补偿实现高加工精度的根本,是我国机械设计人员需要不断完善的关键技术。研究中基于多体系统理论,以精密卧式加工中心μ2000为研究对象,在建立机床几何误差模型和热误差模型的基础上,确定了机床的综合动态精度模型。并提出了基于敏感度分析的机床关键性误差源参数的识别方法,并研究了不同温度区间上关键热误差源的辨识方法。首先,综述了本课题的背景和研究意义,详细分析了国内外机床精度建模技术领域的研究发展现状,概括了本文的主要内容。其次,以精密卧式加工中心机床的综合动态精度建模为方向,以机床关键性误差源参数的识别为拓展,针对要解决的问题进行了探讨。具体如下:(1)运用多体理论,根据机床的结构与运动特点,把机床抽象成多体系统,推导出机床中两相邻体之间相对运动的特征矩阵和运动方程,建模过程中考虑了几何误差和热误差项,建立了机床的几何误差模型和综合误差模型。详细介绍了精密卧式加工中心μ2000需测量的几何误差所用API XD-6D双频激光干涉仪测量系统及使用原理,为精确预测机床加工误差做了铺垫工作;(2)探讨并确定了主轴温度场及热误差的测试方法,搭建了主轴的实验平台,根据优化选择的测量点,研究了温度传感器和位移传感器的布置方案。最后具体搭建了主轴温度场和和主轴热误差的实时检测系统,并对主轴热误差与温度场测试软件系统做了说明。(3)提出了机床热误差建模理论与方法。引用模糊聚类的分析方法和温度变量分组优化相结合的方法,选取了主轴关键温度测量点,然后采用五点测量辨识方法测试了机床主轴单元的关键热误差参数,运用多元线性回归方法建立热误差和温度场间的热误差模型,建立了主轴热误差模型,从而完善了综合动态误差模型;(4)提出了基于敏感度分析的机床关键性误差源参数的识别方法,对机床各几何误差参数和热误差参数进行了敏感度分析,识别出了对机床加工精度影响较大的误差参数。研究了主轴单元不同温度区间上对关键热误差源的辨识方法,识别出了不同温度区间上,对机床加工精度影响较大的热误差项;最后,总结全文,指出了后面需要研究的方向。