利用自组织原理补偿主轴热误差的仿真研究

本文提出了一种基于自组织原理的主轴热误差补偿策略，它只需根据对主轴热倾斜状态的定性测量结果即可进行定量误差补偿，从而可以大大降低对误差测量精度的要求及测量成本，同时各补偿力间的协调关系根据自组织原则自动建立，简化了补偿算法。经过对某型卧式加工中心主轴热误差进行的自组织仿真补偿，其主轴热倾斜误差减小了92％以上，热偏移误差减小了46％以上。     

基于多体理论模型的加工中心热误差补偿技术

基于多体系统理论，建立了数控加工中心热误差模型，并提出其误差补偿方法。以三坐标ＭＡＫＩＮＯ加工中心为例，建立了具体模型并进行参数辨识。优选了４个测温点，实时测量其温度，作为误差参数辨识模型的输入值，实现了软件实时补偿。在该加工中心上分别沿３个坐标方向加工一系列表面并比较加入热误差补偿的结果，测量结果表明补偿效果显著。实践说明所建热误差模型的有效性和补偿方法的可行性。     

基于三次样条曲线插值的压力传感器温度补偿研究

压阻式压力传感器受半导体温度特性的影响,易产生热零点漂移和热灵敏度漂移,这是影响传感器性能的主要因素。现介绍了采用三次样条曲线插值方法对压阻式压力传感器热零点漂移和热灵敏度漂移进行补偿修正的方法,通过试验验证了三次样条曲线插值补偿方法对压力传感器热零点漂移和热灵敏度漂移的补偿效果。该方法对于解决高精度压力传感器的温度补偿问题具有较高的推广应用价值。     

无温度传感器的数控机床进给轴热误差补偿

分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导过程以及应用ISIGHT平台进行参数优化的过程。热误差模型基于摩擦生热、热传导和散热机理实时预测滚珠丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在一台立式加工中心VMC850上对x、y、z轴进行了热误差测试并给出了模型的仿真效果。在另一台立式加工中心VMC850上采用激光干涉仪进行了热误差补偿前后的对比试验和加工对比试验。试验结果表明,该热补偿方法具有很高的精度稳定性和强鲁棒性。     

数控机床热误差的在线测量与补偿加工

对数控机床热误差的产生原因及特点进行了综合分析,简单介绍了应用激光干涉仪对其进行在线测量的基本原理,对数控机床热误差补偿的具体实施过程进行了详细阐述。利用PLC抗干扰能力强、可靠性高、运算速度快及良好的接口性能,给出了数控机床热误差补偿系统的硬件实现方法。应用PLC技术可以提高误差补偿精度,对误差补偿的硬件实施具有一定参考意义。     

机床热误差产生原因分析及常用补偿办法

机床热误差不可避免,而热误差在机床的总误差源中占比又重。因此,对热误差产生的原因进行分析,总结了目前热误差控制补偿技术常用方法,列举了几种热误差补偿中存在的问题,最后对热误差补偿技术今后的发展方向进行了展望。     

基于自动编程系统的大型滚齿机热误差补偿

为降低大型数控滚齿机热误差,提高滚齿机加工精度,基于西门子数控系统与自动编程系统,提出一种数控滚齿机热误差补偿方法与系统.针对某型号大型数控滚齿机,利用模糊聚类法对热误差补偿温度变量进行优选,采用多元回归—最小二乘法,建立了滚齿机滚刀和工件主轴中心距热误差与温度关系的补偿模型,并在该大型数控滚齿机加工过程中进行了热误差补偿试验.结果显示,滚齿机滚刀与工件主轴中心距热误差值降低了约77.89％,齿轮加工精度提高了1～2级,表明所建立的热误差补偿模型精度高,所提出的滚齿机热误差补偿方法与系统具有实用价值.     

机床热误差补偿技术的研究与发展

本文重点介绍了国内外机床热误差补偿技术的研究历史与现状，并对不同的补偿策略进行了分析，提出了进行“专家－模糊闭环补偿”的技术方案。     

机床误差的补偿方法探讨

利用机床误差补偿技术可以在成本投入不大的情况下提高加工精度。机床误差主要包含几何、热变形和力变形误差。不同的误差有着不同的变化规律，差异比较大，对补偿的技术要求也不一样。对各种误差变化规律进行分析，针对不同的误差变化规律、不同的精度要求，讨论了相应的补偿方法。对于合理选择误差补偿方法有一定的借鉴作用。     

灰色系统模型在机床热误差建模中的应用

提出了采用灰色系统模型进行机床热误差建模的基本原理及方法，以及其在机床热误差补偿建模中的应用。论述了如何利用实测的热误差序列，通过对全数据GM（1，1）模型、新信息GM（1，1）模型和新陈代谢GM（1，1）模型进行机床热误差建模和预报，得出了新陈代谢GM（1，1）模型是机床热误差补偿建模最理想模型的结论。     

数控机床热误差补偿模型在线修正方法研究

提出了一种数控机床热误差补偿模型在线修正或在线建模的方法。所得模型结果不是一个固定的公式,而是由几个简单公式组成的一个确定算法。它在根据模型得出误差预测值的同时,可不断根据输入的新数据修正补偿模型本身,且在修正运算中由于不重复使用已用的数据而使运算时间极短,可用于在线建模。研究结果表明使用本方法可大大提高热误差补偿模型的鲁棒性、通用性和精度。     

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。     

IMPROVING ACCURACY OF CNC MACHINE TOOLS THROUGH COMPENSATION FOR THERMAL ERRORS

ＩＭＰＲＯＶＩＮＧＡＣＣＵＲＡＣＹＯＦＣＮＣＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬＳＴＨＲＯＵＧＨＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＦＯＲＴＨＥＲＭＡＬＥＲＲＯＲＳＬｉＳｈｕｈｅＺｈａｎｇＹｉｑｕｎＹａｎｇＳｈｉｍｉｎＺｈａｎｇＧｕｏｘｉｏｎｇＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔ...     

五轴数控机床综合误差补偿解耦研究

五轴数控机床具有3个移动副和2个转动副,能对复杂曲面实现高精度加工,然而其误差补偿运动却比较复杂,因为其各运动副的误差补偿运动量与刀具和工件间的误差值(位置及方向误差)间存在一定的耦合关系。通过分析五轴机床的运动特点,用齐次坐标变换的方法建立了各运动副坐标系间的变换矩阵。基于小误差补偿运动假设,分析了误差运动和补偿运动间的相互关系,对五轴机床各运动副的位置及方向误差补偿运动进行了解耦,建立了可以进行空间五个误差补偿量计算的数学模型,为五轴机床的误差实时补偿提供了理论基础。     

四轴加工中心热误差建模及补偿技术研究

文章基于多体系统理论,提出四轴加工中心的热误差建模理论和方法.通过优化测温点,建立热误差模型.在立式加工中心上对空间曲面进行加工和补偿实验,其结果表明补偿效果显著.     

大型机架在非均匀温度场中的变形分析

采用数值计算的方法求出缩小了的机床床身的温度分布，在此基础上用结构静力分析程序计算了由于温度变化而产生的变形量．为预测大型机架受非均匀温度场作用的变形、并对其进行补尝修正提供了一种途径．     

数控机床主轴热变形伪滞后研究及主轴热漂移在机实时补偿

为研究数控机床热变形规律,实现数控机床误差在机实时补偿,进行数控机床主轴热变形理论及试验分析,结果表明,数控机床主轴热变形与主轴温变在距热源约1/3位置存在近似线性关系,即主轴热变形存在伪滞后现象,这一结果为数控机床测温点优化布置及热误差鲁棒建模提供理论依据。为验证机床热变形伪滞后现象,对VM850加工中心主轴热漂移误差在机实时检测并建模,通过自主研发数控机床误差在线实时补偿系统对主轴热漂移误差进行实时补偿,经补偿,机床主轴热漂移误差减少90%以上,有效提高了数控机床主轴精度。     

重型机床的热变形控制研究

阐述了目前机床结构热变形控制的主要对策：热优化、热温控、热补偿研究现状。以某重型数控落地铣镗床为例,进行结构改进设计和温度控制。现场考核表明,新机床的热态精度得到明显的提高。     

加工中心主轴热误差数值建模方法的探讨

在测量加工中心主轴系统的温度场和热误差数据的基础上,研究了温度变化与主轴热误差之间的关系,并用不同的回归方法建立了两者的多元线性回归模型。经研究分析,利用偏最小二乘回归法进行建模,具有较强的预测能力和较为理想的精度,可以满足加工中心热误差实时补偿的应用要求。