数控机床主轴温度控制及热变形测试与研究

以GMB2560龙门铣镗床主轴为研究对象,对数控机床热变形机理进行了分析,建立了温度场以及热变形测试方案,利用FLIR红外热像仪测温技术与米铱激光三角测量仪激光测距技术,对数控机床主轴箱的温度变化与分布数据,以及主轴各个方向的热变形进行了测量。实验测得,机床主轴的Z向伸长量较X、Y向变形量更大,机床的热态性能优异。测试结果为后续进行主轴系统的加工设计和热变形控制奠定了基础。     

卧式加工中心主轴系统温度场分布测试与研究

热变形对高端数控机床加工精度影响很大,而温度场分布不均匀是造成热误差的主要因素,因此对机床主轴系统温度场进行检测与研究就显得尤为重要。运用FLIR红外热像仪测温技术,对卧式加工中心主轴系统热测试初始状态和终点时温度场分布、温升变化规律进行了测试与研究。经研究发现,被测机床热态性能优异,主轴箱体温度场分布呈现出前高、中低、后高的分布状态,主轴箱体达到热平衡状态以后温度场一致性较好。研究工作为后续卧式加工中心主轴系统温度控制以及热变形补偿提供了有效的数据支持。     

重型数控机床热学模型及热误差补偿技术研究

研究了重型数控机床主轴系统温度场及主轴热变形误差,分别测试了机床不同工况下的温升情况及主轴三个方向上的热变形。基于测试数据获取了机床主轴热变形的变化规律,并建立起了机床的热误差建模预测模型,针对西门子840D系统的补偿模块,应用预测模型实现对热误差的补偿并进行了实验验证。     

主轴热误差前瞻预测模型

为消除主轴热误差对加工质量的影响,以某精密卧式加工中心为研究对象,利用智能温度传感器和位移传感器检测机床温度值和主轴热变形,基于主轴温度场准静态假设建立了主轴温度一热误差模型.为优化数据性能,改善补偿系统动态品质,选取灰色理论建模,通过建立温度新陈代谢预测模型,消除了温度检测和补偿实施的时差影响,最终实现主轴热误差的前瞻预测.研究结果表明,该模型计算量小,预测精度高,可用于稳定加工中的热误差实时预测.     

基于LIBSVM的数控机床热误差建模研究

通过建立数控机床热误差补偿的数学模型是实现机床热误差修正和提高机床精度的有效措施.本文以CL-20A数控车床主轴热变形为实验对象,在大量实验数据的基础上,利用逐步回归分析法找出机床温度敏感点,并采用基于MATLAB平台的支持向量机算法来建立车床主轴热误差数学模型.实验结果表明,所建立的模型能精确把握机床主轴热变形的规律和趋势,对于预测机床主轴热变形,实现实时热补偿具有实用价值.     

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。     

CK2120×6六主轴数控车床主轴鼓热变形有限元分析

介绍了温度场和热弹性力学的有限元理论,利用大型有限元分析软件ANSYS对主轴鼓进行了热一结构耦合分析,得出了主轴鼓的三维温度场分布和整体热变形量,对计算结果进行分析阐述,为机床的热误差补偿提供了依据.     

数控车床主轴热变形误差检测及改善措施

热变形误差是影响高速高精密数控机床加工精度的主要因素,对机床主轴热变形进行检测与研究显得至关重要。以CAK3665数控车床主轴为研究对象,运用传热学经典理论对主轴系统的热源分布以及传热方式进行了介绍,并通过FLIR红外热像仪测温技术和激光测距技术对主轴温升与车床热变形进行了测量与研究,测得主轴中速连续运转270min时达到稳定温升,温度对主轴轴向的热伸长误差的影响大于主轴径向的热变形误差。最后,根据测量结果提出减小主轴热变形的措施。研究工作为车床主轴的进一步改进设计和热变形补偿提供依据。     

基于HEIDENHAIN数控系统主轴轴向热变形补偿技术

分析HEIDENHAIN数控系统实现机床热变形误差补偿的原理,介绍将其应用于数控机床主轴轴向热变形误差补偿的方法和步骤,以及一种自行设计PLC控制程序,识别温度变化过程,自动计算补偿值的原理和方法。经过在某大型加工中心上应用验证,证实基于数控系统的主轴轴向热变形补偿具有显著效果,并且通过识别温度变化过程控制补偿值计算方法具有更加稳定的效果。     

数控机床热误差补偿模型稳健性比较分析

数学模型的精度特性和稳健性特性对数控机床热误差补偿技术在实际中的实施性影响不容忽视。对数控加工中心关键点的温度和主轴z向的热变形量采用多种算法建立了预测模型,对不同算法拟合精度进行分析。同时进行全年热误差跟踪试验,获得了机床在不同环境温度和不同主轴转速的试验条件下的敏感点温度和热误差值。以此为基础,对各种预测模型的预测精度进行比较验证不同模型的稳健性。结果表明,多元线性回归算法的最小一乘、最小二乘估计模型以及分布滞后模型在改变试验条件时预测精度下降,而基于支持向量回归机原理的热误差补偿模型仍能保持较好的预测精度,稳健性强。这为数控机床热误差补偿模型的选择提供了具有实用价值的参考,具有很好工程应用性。     

Monitoring of machine tools

Means of increasing machine-tool reliability are considered. In particular, systems for monitoring machine tools are developed on the basis of the e-Mind Machine module and an expert system for flexible maintenance.     

机床的工业设计——“机床产品创新与设计”专题(十一)

1概述我国机床业界普遍存在一种观点,认为机床的价值仅由其加工能力和效率决定。因此,机床制造商对其机床产品进行工业设计,往往模仿消费品制造业的作风,在机床产品机械设计工作完成后,再对设计方案进行局部修饰和外观美化。无可否认,美是工业设计的一部分,回顾工业革命时期的历史可以发现,机械产品的外观造型,曾     

数控机床维修举例

数控机床采用数字控制系统 ,能够实现多轴联动 ,实现三维形体的加工 ,加工出几何形状复杂的零件 ,从而备受人们的青睐。近年来随着数控机床的广泛应用 ,人们已经对数控技术有了相当的了解 ,对于一些常见的故障也能进行排除 ,从而提高了机床的使用率 ,但是对一些不常见的故障还是感到比较棘手。下面介绍笔者近年来在从事数控机床维修中遇到的几个例子 ,供大家参考。大家知道 ,旋转编码器或光栅尺在数控机床上一般作为位置反馈元件使用 ,机床每次开机后都要寻找参考点 ,以确定机床的坐标点 ,即我们常说的“回零”。旋转编码器出现故障后 ,一般…     

Modular design of machine tools

Modular design principles are outlined for technological systems, with attention to the type of components, their manufacturing technology, and the organization of the production process.     

Monitoring and control of tools in multifunctional machine tools

Machining centers and multifunctional machine tools are used in computerized integrated production. They are equipped with a large number of cutting tools for production of a specific batch of parts. In such automatic systems, monitoring and control systems replace the human operator. Monitoring of the state of machining systems is essential today in monitoring and control of the machining operations [1, 2]. It is important to create monitoring systems to support reliable tool operation in multifunctional machine tools. The goals of such systems are to minimize the damage from serious disruption of tool operation and to ensure timely tool replacement. To that end the multifunctional machine tools and/or the numerical control system must be equipped with sensors and various monitoring devices. A strategy must be developed for the prevention of disruption of the machining process and tool failure.     

2002年中国机床工具出口数量金额

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2002年中国机床工具进口数量金额

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