摘要: 数控专用机床的开发能力直接关系到一个国家的装备制造能力，而衡量数控专用机床性能优劣的一个重要指标是数控专用机床的精度。本文针对复杂宝石加工专用装备的精度控制技术进行了深入的研究，提出了基于有限元分析的复杂宝石加工专用装备夹具针杆挠... 展开 数控专用机床的开发能力直接关系到一个国家的装备制造能力，而衡量数控专用机床性能优劣的一个重要指标是数控专用机床的精度。本文针对复杂宝石加工专用装备的精度控制技术进行了深入的研究，提出了基于有限元分析的复杂宝石加工专用装备夹具针杆挠度控制技术、提出了基于敏感误差分析的复杂宝石加工专用装备的公差优化技术、分析了基于PLC控制的复杂宝石加工专用装备误差补偿技术，并将其应用到实际复杂宝石加工专用装备的精度控制方案中。 第一章，简要的介绍了机电一体化和数控机床的定义，阐述了数控机床的特点，概括了国内外数控专用机床精度控制的研究现状，叙述了数控专用机床精度控制的主要任务。然后分析了复杂宝石加工专用装备的应用背景和存在的问题，最后提出了笔者所在课题组开发的复杂宝石加工专用装备中需要解决的精度控制问题。 第二章，针对复杂宝石加工专用装备夹具针杆刚性较差的问题，提出了基于有限元分析的夹具针杆挠度控制技术。分析了宝石磨削过程中的夹具针杆的受力模型，建立了基于因次解析法的夹具针杆磨削力计算公式。对夹具针杆模型划分有限元网格后，分析夹具针杆支撑点对挠度的影响，通过优化支撑点的位置来达到复杂宝石加工专用装备精度控制的目的。 第三章，为了提高机械装备设计中公差设计的精确性，提出了基于敏感误差分析的复杂宝石加工专用装备公差优化技术。介绍了敏感误差分析的基本原理，应用多体系统理论建立了复杂宝石加工专用装备各零部件的拓扑结构和特征变换矩阵，基于低序体阵列的方法建立了复杂宝石加工专用装备的误差模型，给出了复杂宝石加工专用装备的敏感误差分析方法。 第四章，针对误差防止技术对提高复杂宝石加工专用装备精度的局限性，分析了基于PLC控制的复杂宝石加工专用装备误差补偿技术．深入研究了PLC控制系统的误差补偿技术，分别给出了使用PLC控制系统的反向间隙补偿和电子齿轮功能对复杂宝石加工专用装备进行误差补偿的步骤和注意事项。 第五章，将前面三章的精度控制技术应用到实际复杂宝石加工专用装备精度控制方案中。首先，通过有限元分析选择合适的夹具针杆定位点，给出了夹具针杆的挠度分布图和夹具本体的结构设计方案。然后，应用敏感误差分析理论对该装备滑台的敏感方向进行公差优化。最后，运用PLC控制系统的反向间隙补偿功能对该装备的传动部件进行误差补偿，应用电子齿轮功能对宝石加工上料工序的定位精度进行控制。 第六章，总结本论文的研究内容，并展望复杂宝石加工专用装备精度控制需要进一步研究的方向。 收起