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。     

带摆角头五轴数控机床几何误差建模及补偿方法研究

研究带摆角头五轴数控机床几何误差建模方法及误差补偿技术.基于多体系统运动学理论,阐述带摆角头五轴数控机床的拓扑结构及其低序体阵列,建了五轴差模型.根据该误差模型研究了带摆角头五轴数控机床的几何误差软件补偿计算方法,分别建立理想条件与实际条件下刀具路线、数控指令及刀具轨迹三者间的相互映射关系,给出数控指令修正值的具体算法及迭代计算求解终止判别条件,通过该方法可获得修正后的数控指令,从而解决软件误差补偿的关键问题该补偿方法直接、简明,具有很好的通用性.     

一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法

针对对刀点对机床精度的影响及对机床最终精度和性能的评价,提出了一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测与定量分析方法。该方法首先利用多体系统运动学理论,建立了基于NAS979斜置圆锥台的五轴数控机床运动方程。以此为基础,求解了基于对刀点的试件实际加工位置和数控加工指令,建立了五轴数控机床几何精度预测模型,预测了圆锥台圆度、同轴度和倾斜度等精度指标。然后,开展了五轴数控机床精度的仿真预测定量分析。圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的预测值分别为0.029mm、Φ0.0654mm、0.0243mm,而圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的标准公差要求值分别为0.100mm、Φ0.100mm、0.030mm。仿真结果表明,预测的圆锥台精度指标能够满足标准公差精度要求。最后,为了验证该方法的有效性性,开展了了斜置圆锥台的切削实验验证。圆锥台圆度、同轴度和倾斜度的测量最大值分别为0.0380mm、Φ0.0931mm和0.0282mm,最小值分别为0.0316mm、Φ0.0658mm和0.0246mm,测量均值分别为0.0356mm、Φ0.0805mm和0.0271mm。实验结果表明,测量均值与预测值非常吻合。因此,在新研制的数控机床精度检验与验收过程中,机床研制单位能利用该方法准确、快速、直观地评估机床精度和性能。     

五轴数控机床的加工精度建模研究北大核心

基于多体理论与齐次坐标变换,对五轴数控机床进行误差分析和加工精度建模。以XKAS2525型五轴双墙龙门数控机床为研究对象,根据机床结构和关键零部件的装配关系,分析机床各项几何误差,建立各个关键零部件的子坐标系和体间特征矩阵,系统完整地建立机床的加工精度模型,为后续的精度设计工作奠定基础。     

基于ANSYS的数控机床动态特性分析

以ZK7640三坐标数控机床的立柱为例,用ANSYS软件进行了模态分析和谐响应分析,了解了立柱各阶振动模态的特点,找到变形最大区域,并在此区域选取一点进行谐响应分析.分析结果与实际情况基本吻合,为机床优化设计和再制造设计打下了基础.     

一种基于公差的机床导轨几何误差预测方法

在机床的初始设计阶段,只有机床关键零部件的公差已知。由于机床导轨几何误差对机床精度设计起到关键的指导作用,而机床设计者们只有利用设计经验才能获得几何误差。因此,在新机床设计初期,如何准确预测机床几何误差是十分必要的。本文基于机床导轨的各项公差,提出一种预测几何误差的方法。首先,采用截断的傅里叶级数对导轨表面形貌误差进行拟合建立了机床导轨公差与表面形貌误差之间的映射关系,同时建立了表面形貌误差与几何误差之间的映射关系,因为表面形貌误差在公差和几何误差之间起到桥梁作用,因此建立了基于导轨公差的几何误差预测模型,接着对该预测模型进行仿真分析,结果表明预测的几何误差（定位误差,y向直线度误差,z向直线度误差,滚摆误差,颠摆误差和偏摆误差）分别为17.12μm, 56.57μm, 70.71μm, 28.28μrad, 141.42μrad, 113.14μrad。最后,利用双频激光干涉仪对导轨几何误差进行测量,同时利用傅里叶曲线拟合方法对测量结果进行拟合,拟合结果表明测量的几何误差分别为16.96μm, 59.43μm, 68.63μm, 28.65μrad, 135.40μrad, 111.58μrad。对仿真结果和测量结果进行差值比较,发现残差值最大不超过几何误差值的10%,因此在机床的设计阶段该方法可以有效地预测几何误差并代替几何误差的实际测量,为机床设计者提供重要的理论依据。该方法的核心思想可以直接应用到其他类型导轨几何误差的预测。     

单程调频连续波测距系统的研究

数控机床鲁棒性控制问题一直制约着数控机床的发展,鲁棒性问题严重影响着数控机床的加工精度,为了解决该难题,文章设计了一种新型测距方式,这种方式和传统测距形式不同,是一种采用单程调频连续波测距。它是采用发射装置和接收装置分离的,其测距原理是发射装置发射调频连续信号,发射的信号被接收装置直接接收,接收的信号被称为回波信号,回波信号和发射装置发射的本振信号进行差频处理得到差频信号,并对其构建数学模型。这种测距方式可以解决数控机床刀具运行轨迹误差的快速测量问题,促进误差源参数辨识技术的发展,将会解决数控机床加工空间内对刀具的全闭环控制问题,使得数控机床的加工精度再不会受到机床结构变形、热变形、导轨几何误差等因素的影响,使得数控机床的加工精度显著提升。     

3920型齿轮测量中心几何结构建模分析

针对如何减小齿轮测量中心的几何结构误差从而提高测量精度,以多体系统拓扑结构分析理论为基础,计及测量中心自身的27项几何结构误差参数和运动误差参数,推导出齿轮精密测量方程式和理想测量方程式,为齿轮测量结果的误差补偿和仿真分析作了必要准备．     

三坐标数控机床通用几何误差补偿技术网络化应用的研究

将误差补偿与计算机网络结合起来，主要研究了误差补偿算法的网络化应用，使广大制造企业可以直接通过Internet获取误差补偿服务以提高数控机床的加工精度。误差补偿网络化应用系统采用B／S模式和三层体系结构，Web服务器负责与用户的交互，应用程序服务器负责误差补偿算法的执行，数据库服务器负责数据的存储。实验表明，基于网络的三坐标数控机床误差补偿网络化应用软件运行稳定，达到了预期的效果。