数控机床误差补偿技术及热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一,文章在分析我体系统基本变换的基础上,建立了计及几何误差,载荷误差和热变形误差的机床不空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了和补偿,实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

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。     

数控机床误差补偿技术及应用热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一。文章在分析多体系统基本变换的基础上,建立了计及几何误差,载荷误差和热变形误差的机床空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了计算和补偿,实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

数控机床热误差建模与补偿

数控机床热变形误差对零件加工精度有重大影响。基于GA-SVR(遗传算法-支持向量回归机)的数控机床热误差建模方法要点有三:其一是数据采样,用不同传感器测量机床关键点的温度与机床主轴变形量。其二是数据训练,把获得的数据进行支持向量回归机建模训练,同时使用遗传算法寻找支持向量回归机相关参数的最优值。其三是数据建模,建立机床热误差模型,并验证模型的准确度。仿真及实验结果表明,基于GA-SVR的数控机床热误差建模方法具有精度高和鲁棒性强的特点。并依此算法建立了以DSP和A/D为核心的热误差补差补偿器。     

数控机床位置误差建模与补偿

基于空间机构的分析与综合,利用机器人运动学中的齐次变换,提出了数控机床几何误差的一般模型,并针对一台立式加工中心,验证了模型的正确性。所提出的模型和结论,可推广应用于多轴数控机床的误差建模与补偿。     

数控机床误差元素建模技术

根据建模理论和工程判断针对数控车床各误差元素的不同特性,将误差元素分为三种不同形式,并对于不同的误差给出了不同的数学模型建立方法。理论分析与补偿试验充分证明了这种分类方法及由此建立的数学模型的合理性和正确性。     

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。     

数控机床热误差补偿的人工神经网络建模及其应用

使用神经网络理论对数控机床热误差数学建模进行研究分析，并将其与传统的最小二乘线性建模所得热误差数学模型进行综合对比。通过应用实例分析比较表明：BP网络模型和RBF网络模型与传统的最小二乘线性模型相比具有更好的拟合性和预测能力。     

CNC车削中心热误差模态分析及鲁棒建模

通过对ＣＮＣ车削中心的热模态分析和天空,在机床上布置的热传感器从１６个减少到４个。提出一种热误差鲁棒建模新方法,可减小由温度测量噪声引起的误差,并增强热误差数学模型对环境温度变化的适应性。在此基础上开发的热误差补偿系统应用于ＣＮＣ车削中心。热误差从大于３５μｍ的减小至１２μｍ,使用一的多的始终保持良好的补偿功能。     

数控机床热误差实时补偿研究

数控机床热误差实时补偿的功能要求温度与热误差的数据采集、温度测点的优化、数学模型参数的估计、热误差数学模型的预测、补偿脉冲量的转换以及误差补偿的操作。根据RDTSC的工作机理,验证RTX运行环境的实时性,windows非实时环境承载灰色关联分析温度测点的筛选优化、RBF神经网络热误差的预估,RTX实时环境承载反馈脉冲的仿制、热误差的实时补偿,数据交换采用共享内存中的等效脉冲数量,从而达到热误差实时补偿的目的,进而提高数控机床的加工精度。     

数控机床误差补偿技术及应用—NC型误差补偿控制器的开发

如何实现数控机床空间误差值的控制是误差补偿技术关键之一。文章介绍以单片机为核心的ＮＣ型误差补偿控制器,并在ＸＨ７１４立式加工中心和ＸＨＦＡ２４２０仿形定梁龙门加工中心上得以实现。该方法对在其他机床及开放型数控系统上应用补偿技术有其重要的参考意义。     

数控机床热变形误差研究及补偿应用

热变形误差是影响机床加工精度的重要因素之一,通过误差补偿的方法可以提高机床的加工精度。研究了通过实时补偿热变形误差提高数控机床加工精度的方法,阐述了热误差的基本原理,介绍了热误差的测量方法。采用模糊聚类的方法来布置测温点,利用多元线形回归方法建立了机床热变形与温升之间的数学模型。在PLC补偿系统的作用下,在加工过程中对XH718数控机床进行实时补偿。实验结果表明补偿效果很好。     

多轴数控机床在线检测软件包的开发

对多轴数控机床在线检测精度进行了分析，基于微机平台，开发了多种常见基本体及组合体的测量宏程序，并进行测量过程路径规划。同时对测头系统、机床坐标定位误差进行了补偿，有效地提高了在线检测精度。本软件系统在MAKINO立式加工中心进行了实验验证。     

Thermal Error Measurement and Real Time Compensation System for the CNC Machine Tools Incorporating the Spindle Thermal Error and the Feed Axis Thermal Error

Thermally induced errors have been significant factors affecting machine tool accuracy. In this paper, the thermal spindle error and thermal feed axis error have been considered, and a measurement/compensation system for thermal error is introduced. Several modelling techniques for thermal errors are also implemented for the thermal error prediction; i.e. multiple linear regression, neural network, and the system identification methods, etc. The performances of the thermal error modelling techniques are evaluated and compared, showing that the system identification method is the optimum model having the least deviation. The thermal error model for the feed axis is composed of geometric terms and thermal terms. The volumetric errors are calculated, combining the spindle thermal error and feed axis thermal error. In order to compensate for the thermal error in real-time, the coordinates of the CNC controller are modified in the PMC program. After real-time compensation, the machine tool accuracy improved about 4–5 times. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: Dr H. J. Pahk, School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University, San 56–1, Shinlim-Dong, Kwanak-Ku, Seoul 151–742, Korea. E-mail: hjpahk@plaza.snu.ac.kr     

精密数控机床制造中的误差补偿法

通过对轴系回转精度的误差抵消，大导轨精度的综合修正刮研及坐标定位精度的综合修正，说明系统误差综合补偿法是精密数控机床制造中一个重要应用方向。     

基于补偿模糊神经网络数控机床热变形的控制

提出了一种基于补偿模糊神经网络的数控机床热误差预报模型,讨论了该模型的详细结构、模糊规则、训练算法及相关技术问题,并给出了智能预报结果和精度评价。     

数控机床误差补偿研究的回顾及展望

近年来，提高数控机床精度的研究得到了极大的重视。在简述误差防止方法之后，着重对基于实时误差补偿提高数控机床精度的研究进行回顾。指出目前实时误差补偿研究中所存在的主要障碍，并介绍几个正在进行的以克服这些障碍为目的的研究项目。     

非正交五轴数控机床曲面加工误差补偿研究

针对复杂曲面无法直接在数控机床中实现精加工问题,基于多体系统理论建立非正交五轴数控机床运动误差模型,该模型包含了五轴数控机床的静态误差和动态误差共计45项几何误差。同时将nurbs曲面重构技术运用到待加工曲面的数学表征中,通过三坐标测量机采集到曲面型值点后,通过曲面重构技术获得机床加工时所需的插值点坐标。最后结合数控机床精加工条件进行数控指令修正,能够达到误差补偿效果,一方面实现了复杂曲面加工同时又满足了其加工精度要求。     

国产数控系统的特点和机床数控化改造的迫切性

叙述了数控系统两个阶段、六代产品的发展史和我国数控技术发展的历程。分析了国产数控系统的特点和优势。论述了机床数控化改造的必要性和迫切性。