重型数控机床全闭环伺服系统应用研究

如何提高重型数控机床的位置精度和加工精度,尤其是如何提高双齿轮、齿条传动进给轴的位置精度,一直是重型机床的一大难题。 1990年下半年,为满足用户加工模具的高精度需求,我们在配备FANUC-6M系统的XK2116数控龙门镗铣床上进行了新的尝试,终于成功地完成了FANUC-6M系统感应同步器全闭环控制的开发应用试验,使重型数控机床的位置精度有了重大突破。其中工作台的位置精度由半闭环的0.052mm提高到全闭环的0.0072mm。 本文对感应同步器全闭环伺服系统进行简要介绍,并以试验所得资料对双齿轮、齿条传动机构的全闭环调试作一些必要的说明和…     

数控系统参数消除振荡及提高位置精度的方法

数控系统的振荡是系统最难处理的电气问题之一。利用参数分别对半闭环和全闭环的振荡进行了消除,同时对提高位置精度和插补轮廓精度提出了改良措施,从而为有效利用好数控机床进行加工提供了指导意见。     

闭环步进驱动系统的最少拍控制

提出了步进驱动系统的最少拍闭环控制方法,开发出基于该方法的新型闭环步进位置控制系统。该系统既具有全闭环系统的控制精度,又具有开环系统的稳定性,并且具有很广的适用范围,可对多种类型的数控机床实现以低成本、高精度、高稳定性和优良的动态性能为特征的全闭环位置控制。该系统已在数十台国产数控机床上进行了应用,在复杂精密零件加工方面取得良好效果。     

闭环步进驱动系统的最少拍控制

提出了步进驱动系统的最少拍闭环控制方法,开发出基于该方法的新型闭环步进位置控制系统,该系统既具有全闭环系统的控制精度,又具有开环系统的稳定性,并且具有很广的适用范围,可对多种类型的数控机床实现以低成本,高精度,高稳定性和优良的动态性能为特征的全闭环位置控制,该系统已在数十台国产数控机床上进行了应用,在复杂精密零件加工方面取得良好效果。     

数控机床普及讲座 第五讲 数控机床位置测量系统

(一)概述 在高精度数控机床上,往往装有精密位置测量元件,构成测量和反馈控制系统,以提高加工精度。闭环系统就是如此。即使在开环系统中,为了使其适应于高精度或大、中型数控机床,近来也开始采用精密测量尺(例如磁尺或感应同步器)来校正和补偿传动部分的位置误差,构成所谓反馈补偿型的开环系统。因此,提高数控机床的加工精度与提高测量元件及测量系统的精度有密切关系。 数控机床对测量系统的要求,一般有以下几点:1)工作可靠;2)使用维护方便;3)满足精度和速度要求;4)成本低。 不同类型的数控机床对测量元件和测量系统的精度和速度要求也不…     

数控机床全闭环伺服系统应用研究

随着我国现代制造行业加工水平的不断提高，对数控机床的应用已经普及，尤其是全闭环数控机床在许多行业中的应用越来越多，如何提高数控机床尤其是大型数控机床的位置精度和加工精度，一直是全闭环数控机床的一大难题。     

精密数控机床的转角-线位移双闭环位置控制系统

研究出一种双位置闭环高精度伺服控制技术,并结合国情开发了用于高精度数控机床的新型双闭环位置控制系统。该系统可对各种类型的数控机床实现以高精度、高稳定性和优良的动态性能为特征的全闭环位置控制。应用于数十台国产数控机床上,在复杂模具零件和精密孔系零件加工方面取得良好效果。     

数控机床的数字化全闭环控制

针对发展国产高精度数控机床的需求，提出一种数字化全闭环控制方法，开发出新型数字化全闭环位置控制系统，实现了以数字驱动、数字检测和数字位控为特征的全数字化刀具轨迹控制，有效保证了数控机床的加工精度。该系统已在多种国产数控机床上进行了应用，在复杂精密零件加工方面取得良好效果。     

新型双闭环高精度数控机床

针对制造工业对高精度数控机床的需求,研究开发出新型双闭环高精度数控机床系列产品。其特点是,采用转角—线位移双闭环位置控制和信息化精度创成技术,既具有高档全闭环机床的加工精度,又具有半闭环机床的稳定性和环境适应性,并且其造价与普及型数控机床相当。实际应用证明,双闭环机床在复杂精密零件加工方面具有良好效果     

基于光栅测量的数控机床精度控制及故障处理

分析了闭环伺服系统的控制特性和控制要求。对采用光栅作为检测装置的数控机床，指出了影响数控机床控制精度和加工精度的主要因素。提出了对检测反馈信号进行倍频处理，从而提高闭环伺服系统检测精度及控制精度的措施。给出了倍频处理电路和EXE信号处理电路的设计方法。针对光栅使用中可能出现的故障，给出了故障诊断及处理方法。该方法不但可以提高数控机床的控制精度，改善闭环控制系统的特性，而且可以方便地进行测量系统故障的诊断与处理。     

FANUC数控机床螺距误差的检测分析与应用

Fanuc数控机床在我国数控加工领域占据着主导地位,它的精度和性能指标直接取决于数控机床的定位精度和重复定位精度。在实践应用中,数控系统的螺距误差补偿功能是最节约成本且直接有效的方法。利用激光干涉仪或步距规测得的实际位置与数控机床移动轴的指令位置相比较,计算出全程上的误差分布曲线,在数控系统控制移动轴运动时考虑该误差差值并加以补偿,可以使数控机床的精度达到更高水平。     

刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法 和衰退规律研究

刀库及其自动换刀装置是数控机床用于储存和交换刀具的关键功能部件,其性能状态特别是换刀精度直接影响数 控机床能否准确、迅速地完成换刀,是影响数控机床可靠性的关键因素。 通过在主机现场搭建盘式刀库换刀精度检测试验 台,并提出基于两个激光位移传感器的换刀精度检测方法,借助加工中心工作台位置可通过数控系统精确控制,提出激光位 移传感器位置参数标定方法。 制定换刀精度试验方法,并开展 100 万次换刀试验,揭示刀库及其自动换刀装置换刀精度随 载荷和试验次数的变化规律,以及插刀前、拉刀前和拉刀后刀柄精度的变化规律,进而为如何减少刀柄插刀过程中对主轴的 冲击提供重要参考。     

Quantitative evaluation method for machining accuracy retention of CNC machine tools considering degenerate trajectory fluctuation

Accuracy retention is an important performance index of CNC machine tools. At present, research on the evaluation of machining accuracy retention of CNC machine tools mainly focuses on accuracy value of a fixed time point or different time periods, but studies on the fluctuation degree of degradation trajectory related to time change are limited. Extracting simple and effective degradation characteristics of machining accuracy and then evaluating machining accuracy retention considering fluctuation of degradation trajectory are necessary. The volume error model of CNC machine tools is established on the basis of multibody system theory in this study. Three-dimensional volume error vector is transformed into one-dimensional machining accuracy degradation by calculating offset distance between spatial error and origin points. Degradation data obtained via regular measurement and calculation are used to establish the complete degradation trajectory model of the CNC machine tools machining accuracy using radial basis function interpolation method according to the fluctuation degree of degradation trajectory, and concepts of average degradation rate and average degradation amount are defined. Lastly, examples showed that these two indicators can intuitively reflect fluctuation degree of machining accuracy degradation of CNC machine tools and effectively and quantitatively evaluate accuracy retention of CNC machine tools. The quantitative evaluation method of accuracy retention of CNC machine tools defined in this study considers the fluctuation degree of accuracy degradation trajectory. The quantitative evaluation index of accuracy retention demonstrates satisfactory engineering application because it can reflect not only the accuracy change of a single machine tool but also accurately compare the accuracy retention between different machine tools.

     

探究机械数控机床位置控制与误差补偿

对于数控机床来讲,具有较高智能性,然而在生产实践中部分数控机床,尤其在经济型机床方面,并不能够让人满意,比如插补程序以及参考点位置设置不足等.对此,本文阐述了数控机床的误差补偿必要性、介绍了数控机床的位置控制精度以及误差,介绍了机床位置的误差补偿,并比较了误差补偿应用情况,希望能够为相关单位与人员提供参考.     

数控机床全误差模型和误差补偿技术的研究

加工精度是数控机床必须保证的一项性能指标。提高机床精度是先进制造技术的重要课题，有误差避免和误差补偿两种方法。前者使机床造价大幅上升，而且精度的提高也有一定的限度。后者的精度提高几乎没有限制，对数控机床，计算机实时误差补偿技术是一种经济、有效的基本途径。基于多体系统理论，推导了多坐标数控机床，包含几何误差和热误差的全误差模型。文中介绍了坐标数控机床项误差的辨识方法(22线、14线和9线法)，还介绍了回转坐标6项误差的辨识方法。通过软件补偿，在3坐标联动和4坐标联动数控机床上实现了几何误差和热误差的补偿。实践结果表明误差模型的准确性和补偿方法的实用性。     

数控进给驱动动态性能的快速测试与评价方法

提出一种数控进给驱动动态性能的测试和评价方法。该方法以标准位置斜坡信号作为数控进给驱动系统输入,利用Heidenhain平面光栅测试工作台响应,利用提出的动态性能指标对测试结果进行评价。测试与评价实例的结果表明,该方法能快速而有效地测试和评价数控机床动态性能,为伺服参数的优化调整和机床的优化设计提供依据,并能比较不同数控机床的动态性能。     

影响数控机床定位精度的环境因素

数控机床的定位精度深刻影响加工零组件的精度与种类,在机械制造与设计领域,数控机床的定位准确度严重影响着机械制造的质量与水平。影响数控机床定位精度的因素有很多,环境因素更是主要的影响因素,外界热量引起的设计误差、机床伺服系统误差等都是影响数控机床定位精度的主要环境因素,只有合理控制环境因素,才能维持数控机床定位精度。     

基于CNN-GRU组合神经网络的数控机床进给系统热误差研究

热变形引起的误差是影响数控机床精度的主要因素之一。为了减小热误差对数控机床精度的影响,提出一种基于CNN-GRU组合神经网络的热误差预测方法。通过热误差实验,采集螺旋曲面专用数控机床直线进给系统的温升数据和热误差数据;利用模糊C均值聚类和灰色关联度分析筛选进给系统温度敏感点;以温度敏感点的温升数据和进给系统热误差为数据样本,建立CNN-GRU热误差预测模型。为验证模型的准确性和实用性,与基于CNN-LSTM和基于LSTM的传统热误差预测模型进行预测对比分析,结果表明CNN-GRU模型预测结果的平均绝对误差、均方根误差和决定系数均优于CNN-LSTM模型和LSTM模型,具有较高的预测精度和鲁棒性。提供的热误差模型可为后续误差补偿奠定基础,为数控机床的热误差预测提供思路。     

改善数控机床精度的方法探索与分析

从数控机床的精度指标及检验依据分析入手,介绍了精度补偿、数控系统伺服调整与优化、利用数控系统设置的控制功能及改进机床功能部件设计方案等工程实践方法,旨在改善在用机床或机床精度试验中的精度指标。这些实践方法对数控机床的检验、检测、调试、改造等能提供指导,并行之有效。     

机床的数字控制（下）

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一。数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合（CPS）技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平。现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点。