数控机床热误差鲁棒建模新方法及实时补偿

提出数控机床热鲁棒建模的综合极值和优化试验设计法两种新方法。它们不仅使用统计理论,还结合机床结构,工程判断和众多经验等,使热误差数学模型的鲁棒性更强,精确性更高,文章针对研究车削中心,还提出了一个结构紧凑,简单易用和成本低廉的热误差补偿系统。提出的建模方法和补偿系统在某生产厂家５０多台相同类型车削中心的热误差补偿应用中,仅使用一或二种热误差数学模型,几乎所有机床的热误差补偿都得到良好的效果,经补偿     

精密车削中心热误差测试和优化建模

研究目的在于通过热误差实时补偿来提高INDEX-G200车削中心的精度。介绍了热误差测试、采用分组方法进行温度变量选择、热误差建模等整个过程，分析结果显示该车削中心半径方向的热误差大约在18μm以内，比预计值要大。按照所述方法建模，具有较高的预测精度和鲁棒性。     

浅谈CNC机床加工中的主要误差及改善方法

分析了机床所存在的重要误差,以及用软硬件来提高机床精度的具体方法。     

车削误差信号的分时建模及实时控制策略

按照分时建模、实时控制的方案，建立了车床主轴回转误差的预测补偿系统，解决实时建模过程本身的时延问题，进一步研究了预测误差的评定方法。对现行平均校正百分比的算式进行了改进，并提出了一种客观衡量预测误差大小的评定方法。基于实测的车床主轴回转误差信号进行建模和预测，定量分析了预测误差的大小，并对不同评定方法进行了比较。     

基于建模误差估计的Smith补偿器鲁棒稳定化自动整定算法

本文针对Ｓｍｉｔｈ补偿器研究实现其参数自动整定的方法。通过辨识过程在特定频段上的响应信息估计建模误差的大小,并将其转化为模型参数摄动进行控制器参数的鲁棒稳定化设计。同时给出了针对有关参数摄动鲁棒稳定化设计的一个新充分性判据。仿真结果表明了算法良好的控制效果与可实现性。     

机床主轴热误差建模

在测量机床关键部件温度和主轴热误差的基础上,用逐步回归方法建立了多元线性回归模型,并介绍了温度变量的选择。为机床的设计与制造提供了参考依据,也为机床的误差补偿提供了模型。     

基于外部机床坐标系偏移的热误差实时补偿

基于数控系统的外部机床坐标系偏移功能，通过修改数控系统中的PLC程序，将数控机床的热变形误差，即工件与刀具间的相对热运动值读入数控系统，利用外部机床坐标系的偏移而实现热误差的实时补偿，开发研制了高精度、低成本、满足实际要求的热误差实时补偿系统。经实际生产应用，机床的加工精度得到了大幅度提高。     

虚拟车削中原始误差对圆柱零件的影响

运用虚拟仿真方法研究分析了原始制造误差对圆柱零件加工的影响。通过建立误差数学模型以及虚拟加工环境,利用OpenGL对加工过程进行物理仿真。最后以实例模拟分析了原始误差对圆柱零件加工的影响规律。     

船舶横向运动姿态及受扰卡尔曼估计的鲁棒性能概率建模

考察船舶水动力参数在标称值附近按均匀分布发生随机变化时,船舶横向运动姿态及受扰kalman估计的统计性能.针对某船,在5级海情,18节航速及45°航向工况下,当船舶水动力参数按均匀分布发生±10%,±25%随机变化时,给出船舶姿态及受扰估计的鲁棒性能概率建模及其应用.     

数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿

为提高数控机床的精度,提出一种数控机床的几何与热的复合误差综合建模方法。通过分析机床在不同温度状态下的误差数据,得到机床误差分布规律;根据几何误差和热误差的不同特性进行误差分离,采用多项式拟合与线性拟合方法建立机床几何误差与热误差的综合数学模型;利用数控(Computer numerical control,CNC)系统的外部机床坐标系偏置功能,应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿。该误差补偿方法综合考虑机床几何误差及其在机床不同温度下的变化,全面分析整个温升过程直至热稳态的误差及其变化规律。经检测认证表明,应用该误差补偿方法及其实时补偿系统可使机床在常温下的定位误差由44.1μm降低到3.6μm,补偿91.8%;温升之后的定位误差由26.0μm降低到5.1μm,补偿80.4%,大幅度提高机床的精度。     

HexaM并联机床的误差分析及补偿

以丰田工机公司制造的并联机床HexaM为模型,阐述了并联机床的运动学逆解析和顺解析方法、误差建模和补偿方法。提出了根据并联机床刀具运动误差求解机床制造误差的方法。通过机床运动的仿真,证实了用求出的机床误差进行误差补偿,能够有效地减小机床运动误差,从而为提高并联机床运动精度提供了一种解决方案。     

精密数控机床主轴热伸长补偿技术研究

针对目前精密数控机床热误差补偿问题,在基于主轴热误差测量系统的基础上,提出一种基于FCM聚类、多元线性回归的热误差补偿模型。通过对某卧式加工中心主轴恒定转速和变速工况下进行温敏点测量,建立关键温敏点与机床主轴热伸长的几何关系,通过补偿结果和切削试验表明该方法可以有效地降低主轴热伸长误差,提升零件的加工精度。     

基于遗传算法优化小波神经网络数控机床热误差建模

数控机床的热误差已经成为影响其加工精度的一个关键因素,为最大限度提高数控机床热误差补偿的精度和效率,结合遗传算法自适应全局优化搜索能力和小波神经网络良好的时频局部特性的优点,提出一种基于遗传算法优化小波神经网络的机床热误差补偿模型。以某型号五轴摆动卧式加工中心为试验对象,以机床温度变量和热误差为数据输入样本,建立小波神经网络模型热误差预测模型,然后用遗传算法优化小波神经网络权值、阈值,最终建立热误差预测模型。通过与传统人工神经网络和普通小波神经网络进行对比分析及试验论证表明,该补偿模型具有精度高、抗扰动能力和鲁棒性强等优点,有望在实际加工场合的数控机床的热误差预测和补偿研究中得到更大的推广应用。     

数控机床几何误差建模及误差补偿的研究

基于多体系统运动学理论，建立了一种通用的数控机床几何误差模型，该模型易于实现计算机自动编程，能够广泛的应用于各种不同类型的数控机床上。给出了实现误差补偿的算法和程序流程图，特别针对直线与圆弧的分段处理进行了研究，结出了分段方法及坐标求取方法。最后，以一台三轴立式加工中心为例，对其21项几何误差进行了辩识，通过实验验证了误差补偿的效果。     

基于移动最小二乘的数控龙门导轨磨床定位误差建模及补偿技术

为提高国产大型龙门导轨磨床精度,针对大型龙门导轨磨床的定位误差,应用移动最小二乘法建立误差模型。移动最小二乘法是形成无网格方法逼近函数的方法之一,生成的曲线曲面具有精度高、光滑性好等许多优点,其建模精度远高于普通最小二乘法（LS）。为实现大型导轨磨床的在机实时补偿,应用外部坐标偏移法对大型龙门导轨磨床定位误差进行补偿。补偿后,大型龙门导轨磨床精度提高89.3%,有效提高了该龙门导轨磨床的加工精度。     

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。     

数控插齿机的误差建模与误差补偿解耦

为提高数控插齿加工精度,需对其误差进行补偿。通过分析插齿机床的运动特点,建立了插齿机运动模型;基于机床误差运动学原理,推导出用齐次变换矩阵描述的刀具相对于工件的误差模型;基于小误差补偿运动假设和微分变换原理,对各轴运动副的误差补偿量与刀具相对于工件的位置及方向误差模型间存在的耦合关系进行了解耦,获得了影响插齿加工精度的各运动副位置或方向误差补偿量。     

滚齿机热误差补偿技术研究

通过对滚齿机的热误差源进行综合分析及温度测点的优化布置,充分利用齿轮加工过程中测得的误差数据,采用最小二乘法建立了滚齿机的热误差数学模型,研制了滚齿机热误差补偿的硬件系统,利用该系统在Y3150K型滚齿机上进行了误差补偿实验,实验结果表明,实施热误差补偿后,齿轮加工精度提高2级以上,补偿效果明显。