一种大摆角五轴联动混联机床并联模块的误差分析

为提高大摆角五轴联动混联机床的运动精度,解决杆长误差以及铰链间隙误差的影响问题,将该机床并联模块的各条运动支链作为假想的单开链,采用误差独立作用原理建立并联模块的误差模型,利用微分法推导出杆长误差、铰链间隙产生的位置误差与机床动平台位置误差的映射关系。然后采用MATLAB软件对误差影响因子对机床动平台运动精度的影响规律进行仿真分析。由仿真结果看出,该机床动平台的输出误差处于合理范围,误差影响因子对机床运动精度影响不大,该误差模型的建立为进一步优化机构设计及误差补偿奠定了基础。     

PRS-XY型混联数控机床的误差源分析及标定方法

以北京理工大学研制的PRS—XY型混联数控机床为对象，进行了误差源分析。以三坐标测量机和激光跟踪仪为主要测量手段进行了标定试验。通过试验，获得了该机床的关键几何参数的加工和装配误差，为机床的误差补偿提供了重要依据。     

PRS-XY混联数控机床运动学仿真件开发

根据PRS-XY型混联机床结构特点构建机床运动学模型,介绍了其运动的逆解和正解过程.在Windows环境下,应用Visual C++6.0调用OpenGL实现了该机床的实体建模和运动学仿真.运动学仿真软件能够实时显示出机床机构形态、模拟出混联数控机床的加工运动过程,可实现并联机构干涉校验,进而保证加工轨迹规划的合理性、...     

基于Nastran的混联机床动力学研究及仿真

提出了一种构型为2TPT-PTT三自由度的新型混联机床.为了研究混联机床的动力学特性,基于凯恩理论建立其动力学方程.在Solidwoks和Nastran环境下,建立2PTT-TPT混联机床的联合动态仿真模型,并对机构的驱动力的变化趋势进行研究.研究结果表明:该机构的动力学逆解简单且可显示表达,机构运动平稳,真实反映了其运动特性,为机构的结构设计及分析提供了理论依据.     

数控机床运动精度及其研究

从数控机床运动精度标准要求、运动误差、运动误差模型的建立方法、运动误差检测装置和误差源诊断等五方面介绍了数控机床运动精度的研究.提出今后还应进行大量的测试实验,对造成数控机床运动误差的深层次机理进一步研究,优化机床运动轨迹.     

五轴混联机床运动学和动力学仿真

针对3-TPS混联机床的电动机参数选择和零件设计问题,通过在SolidWorks软件中建立混联机床的三维模型,然后把装配体模型导入到ADAMS/View里,仿真出各主动杆件的速度和驱动力曲线,获得了3-TPS混联机床的运动和动力特性,为机床的电动机选择和机构设计以及控制系统的设计提供了重要依据。     

PRS-XY型混联数控机床设计

介绍了PRS-XY型混联数控机床的基本结构组成,给出了其运动学结构原理。通过运动学分析得出了机床设计中需用的运动学学方程,研究了混联机床定平台、动平台、驱动杆总成三者之间的几何关系。以此为基础,给出了部分零件的具体机械设计过程。     

机床关键几何误差辨识方法研究

在给出机床关键几何误差和影响因子定义的基础上,提出了识别机床关键几何误差的新方法。以一台精密卧式加工中心为例,利用多体系统理论建立了机床几何误差与综合误差的映射关系模型,通过计算和比较影响因子,最终识别出16项影响机床精度的关键几何误差。示例表明：该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的几何误差因素,从而为合理经济地进行精度设计和控制提供重要的理论依据。     

混联式数控机床的发展

混联式数控机床是一种很有发展的数控机床形式。文章分析了混联式数控式机床的左发现状和发展趋势,同时论述了对于混联式数控机床除了要进行运动学、动力不等理论及方法研究之处,还应该在方案创新设计技术、关节技术主电动机及电主轴、高精度检测元件等方面作深入的研究与开发。     

基于多误差源耦合的五轴数控铣床加工误差综合预测及评判

在综合考虑机床动静态多种误差源的基础上,建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型,给出了刀具的实际运动位置和姿态,基于包络理论求解了曲面加工实际成形面,对比理想数学模型,对加工误差进行了综合预测和评判。以复杂非可展曲面--S试件为例,给出了S试件的铣削精度构建方法,分析了机床动态因素(位置环、速度环等)对零件铣削精度的影响,并通过切削实验后的数据回归分析予以验证。建立了基于神经网络的机床铣削误差辨识模型,用于评估机床加工后的状态。该平台的搭建为实现大型、关键零件的加工精度预测和保障提供了技术支撑。      

基于敏感度分析的机床关键性几何误差源识别方法

零部件几何误差耦合而成的机床空间误差是影响其加工精度的主要原因,如何确定各零部件几何误差对加工精度的影响程度从而经济合理地分配机床零部件的几何精度是目前机床设计所面临的一个难题。基于多体系统理论,在敏感度分析的基础上提出一种识别关键性几何误差源参数的新方法。以一台四轴精密卧式加工中心为例,基于多体系统理论构建加工中心的精度模型,并利用矩阵微分法建立四轴数控机床误差敏感度分析的数学模型,通过计算与分析误差敏感度系数,最终识别出影响机床加工精度的关键性几何误差。计算和试验分析表明,该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的主要零部件几何误差因素,从而为合理经济地提高机床的精度提供重要的理论依据。     

一种空间相机直线调焦机构的设计与分析

空间相机在使用时由于空间环境中重力、温度及压力等因素的变化,引起各光学镜面位置的相对变化,进而导致像平面与焦平面的不重合。为了保证成像质量,必须采用调焦机构补偿离焦量,从而改善成像质量。本文分析了空间相机的三种调焦方式及调焦机构设计的基本原则,并针对某空间相机的要求设计了一种直线调焦机构,利用滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,采用绝对式编码器检测位移,采取开环控制和闭环控制两种方式检验了该机构的精度,通过对试验数据统计分析及残差分析可以看出,直线调焦机构的开环调焦精度为0.0025mm,闭环调焦的精度可达到0.0015mm,讨论了误差产生的原因,满足0.01mm使用要求,同时该直线调焦机构具有精度高、灵敏度高、模块化程度高、传动方案简单、易于装调等优点。     

Error budget and uncertainty analysis of portable machines by mixed experimental and virtual techniques

This paper analyzes the error sources of portable machines, which can move along large parts to perform machining operations and defines a mixed virtual-experimental model to quantify such errors. The method combines three different aspects of particular relevance in portable machines: a process force and machine stiffness model, a geometric error model and a machine and work piece inter-referencing error model. The combination of these models helps to control and define the effects of different errors in the virtual mobile machine, before a real prototype is built. An application to a particular portable machine is presented where error values are either simulated or experimentally obtained from a conventional three-axis milling machine where typical strategies of mobile machines are implemented and tested. The research shows that portable machines can be a solution for automatic and unattended machining operations with accuracy requirements below 0.1 mm.     

精密卧式加工中心误差建模及实时补偿

结合实际测量方法,建立了适合实时补偿的误差模型,并利用Fanuc数控系统"扩展的外部机械原点偏移"功能和FOCAS开发包针对装有Fanuc数控系统的机床进行了实验验证。结果表明,该方法能有效提高机床精度。     

基于激光干涉仪的数控机床几何误差检测与辨识

数控机床误差补偿技术通过设计和制造途径消除或减少数控机床可能的误差源,是提高数控机床加工精度的有效途径。其内容包括误差检测、误差建模和误差补偿。数控机床误差补偿效果好坏在很大程度上取决于误差综合数学模型建立的准确性。而误差元素模型是误差综合数学模型的基础。所以,误差补偿的首要任务是对数控机床误差元素进行准确检测。文中介绍了利用激光干涉仪检测和辨识数控机床几何误差的方法,建立了基于激光干涉仪的数控机床几何误差元素模型。     

Precision design for machine tool based on error prediction

Digitization precision analysis is an important tool to ensure the design precision of machine tool currently.The correlative research about precision modeling and analysis mainly focuses on the geometry precision and motion precision of machine tool,and the forming motion precision of workpiece surface.For the machine tool with complex forming motion,there is not accurate corresponding relationship between the existing criterion on precision design and the machining precision of workpiece.Therefore,a design scheme on machine tool precision based on error prediction is proposed,which is divided into two-stage digitization precision analysis crucially.The first stage aims at the technology system to complete the precision distribution and inspection from the workpiece to various component parts of technology system and achieve the total output precision of machine tool under the specified machining precision;the second stage aims at the machine tool system to complete the precision distribution and inspection from the output precision of machine tool to the machine tool components.This article serves YK3610 gear hobber as the example to describe the error model of two systems and basic application method,and the practical cutting precision of this machine tool achieves to 5-4-4 grade.The proposed method can provide reliable guidance to the precision design of machine tool with complex forming motion.     

A control strategy with motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC machine tools

The advanced manufacture technology requires that multi-axis coordinated motion computer numerical control (CNC) machine tools have the capability of high smoothness and high precision. At present, the study of the motion smoothness mainly concentrates on the acceleration and deceleration control method and the look-ahead process of velocity planning in the interpolation stage. The control strategy of the contouring error mainly focuses on tracking error control, cross-coupling control, and optimal control. In order to improve the motion smoothness and contouring precision for multi-axis high-speed CNC machine tools, a multi-axis modified generalized predictive control approach was presented in this paper. In the control strategy, the estimation models of tracking error, contouring error, velocity error, and acceleration error were structured separately. A new improved quadratic performance index was proposed to guarantee the minimum of these errors. Generalize predictive control was also introduced, a multi-axis generalized predictive control model was deduced for motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC system, and an approved multi-axis generalized predictive controller based on the model was designed in this paper. The proposed predicted control approach was evaluated by simulation and experiment of circular, noncircular, and space line trajectories, respectively. These simulative and experimental results demonstrated that the proposed control strategy can significantly improve the motion smoothness and contouring precision. Therefore, the new position control method can be used for the servo control system of multi-axis coordinated motion CNC system, which increases motion smoothness and machining precision of CNC machine tools.     

基于贝叶斯神经网络的机床热误差建模

热误差严重影响着机床的加工精度,对机床关键部件进行热特性分析是开发精密机床的重要环节.通过测量包括数控机床的特殊位置温度和定位误差在内的热特性,研究了温升与定位误差之间的关系,提出了一种基于贝叶斯神经网络的热误差建模方法.通过K-means聚类和相关系数法来选择温度敏感点,可以有效地抑制温度测量点之间的多重共线性问题....     

基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测

进行误差建模与分析,可以为机床精度设计及误差补偿提供重要的依据。根据机床的拓扑结构特点,提出一种基于三维矢量链的机床空间误差模型。以单元误差的作用规律分析为基础,详细阐述了误差累积的规律及计算方法,并给出了应用示例。     

激光干涉仪在数控机床几何误差检测与识别技术中的应用

误差补偿已成为提高数控机床精度的重要途径之一.机床误差补偿效果好坏取决于误差元素模型.所以,误差补偿的首要任务是要精确和有效地辨识各误差元素并建立误差模型.介绍利用激光干涉仪对机床误差检测和识别的方法,建立了基于该方法的几何误差模型.