张〓龙，胡世军
                                     (兰州理工大学机电工程学院,甘肃 兰州〓730050)
摘要：以YK3150E数控滚齿机床为研究对象，通过多体系统理论研究法，得到机床的拓扑结构，利用低序体阵列对其进行数字化表述；根据所得拓扑结构分析计算相邻部件产生的误差，结合坐标变换建立误差几何模型，通过变系数微分法，对几何模型进行误差解耦，最终求得机床各轴的误差补偿量。根据所得到的误差补偿量，对齿轮加工精度进行修正，提高了齿轮精度。
关键词：数控滚齿机；精度；误差补偿；建模；数据解耦
中图分类号：TH164〓文献标识码：A〓文章编号：2095-509X(2018)10-0001-04


    我国现代化工业发展进程中，齿轮是不可或缺的机械零件，数控滚齿机床在加工齿轮的过程中起十分重要的作用。目前主要使用误差补偿法来提高齿轮的制造精度，而准确建立机床误差几何模型是进行误差补偿的关键步骤，因此如何建立机床误差几何模型是目前需解决的难题。
近年来，人们大多通过多体系统理论研究法来解决复杂机械系统产生的误差问题。多体系统可以对复杂的机械运动进行概括，能够综合考虑机械系统相邻部件的联系，避免了建模过程中零部件的缺失，该方法具有准确化、公式化、广泛化、便于计算等特点。
本文以多体系统理论研究法为依据，通过对滚齿机床的拓扑结构进行分析计算，得到相邻部件产生的误差，利用坐标变换原理，建立误差几何模型，经过对几何模型进行误差解耦，最终求得机床各轴的误差补偿量。

1〓YK3150E数控滚齿机床结构分析
    目前齿轮加工的方法主要有两大类，一类是成形法，其特点是加工精度和生产效率均比较低，不适合工业大批量生产；另一类是展成法，使用一把刀具，加工相同模数、相同压力角、不同齿数的齿轮，其加工精度与生产效率均比较高，故在工业生产中常使用此方法。齿轮加工的机床类型众多，如滚齿机、插齿机、磨齿机等。本文以滚齿机为研究对象，通过一系列技术手段，提高齿轮的加工精度。

图1为YK3150E数控滚齿机的简化物理结构图，它主要完成3部分运动：
1)主运动，即滚刀的旋转运动。
2)啮合运动，即齿坯和滚刀按照一定的速度比旋转运动。
3)进给运动，即滚刀沿着齿坯轴向进给运动。

图1〓YK3150E数控滚齿机简化物理结构图

2〓滚齿机床加工误差几何模型的建立
    进行误差补偿最重要的步骤是几何误差建模。当前几何误差建模有诸多方法，例如多体系统理论法、三角几何法、神经网络法和误差矩阵法等，在这些方法中，利用多体系统理论方法来建立误差模型，可以将齿轮机械的复杂性及系统的彼此关系进行综合考量，从而大幅度提高误差模型的精准度，有效克服了误差建模过程的通用性差、自动化程度低等问题。

2.1〓多体系统理论及其描述方法
多体系统是对一些复杂机械系统的抽象描述，使用经典力学方法建立微分方程，理论上可以解决任何复杂的机械系统问题，但由于部分系统中
......

作者简介：张龙（1996—），男，甘肃民乐人，兰州理工大学硕士研究生，主要研究方向为机床误差补偿。

文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289）

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