镗削加工误差的建模及预报补偿技术

文章介绍了镗削加工误差的在线建模和预报补偿控制方法，微量镗杆设计成双杆结构形式，便于误差的在线检测和补偿。用时间序列分析方法对镗削加工误差进行了分析和建模，建立了相应的AR误差模型，对AR模型的预报方法进行了分析，并得到了镗削加工误差的预报补偿控制模型。用切削实验的方法对所建立的模型进行了验证，实验结果表明误差预报补偿方法能有效提高镗削加工精度。     

数控机床空间误差测试及补偿技术研究北大核心

分析了三轴机床21项几何误差,给出了光动激光多普勒测量系统原理,介绍了基于分步对角线的空间误差测试路径和测试过程。在机床上进行了空间误差测试,通过i5系统空间误差补偿功能进行了补偿。最后通过加工样件验证了该技术的实际加工效果。     

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。     

基于微滴喷射的3DP工艺中渗透误差补偿算法

在微滴喷射3DP工艺中,由于粘结剂渗透引起的误差是影响打印模型精度的主要因素之一,为了得到高精度的打印模型,减小渗透误差的影响,需要对渗透误差进行补偿。因此,针对微滴喷射工艺渗透误差提出了一种补偿算法,将渗透误差分解成为Z方向以及XY方向的两个分量后,依次对它们进行补偿。采用基于点偏移的补偿方法对Z方向渗透误差分量进行补偿,保证了STL模型补偿前后的完整性,简化了计算模型,实现了Z方向误差的补偿。然后采用基于分层平面偏移的分层补偿方法对XY方向渗透误差分量进行补偿,在分层过程中依据STL模型每个层面上三角面片角度特征进行相对应的分层平面偏移的补偿计算,实现了STL模型XY方向渗透误差分量的补偿。经过试验验证：通过先后对设计样件进行Z方向渗透误差分量补偿与XY方向渗透误差分量补偿计算,实现了对STL模型的渗透误差补偿功能。补偿后的尺寸误差以及圆度误差明显减少,综合补偿后打印样件尺寸更加接近设计尺寸,使其精度得到了提升。     

基于误差补偿的叶片铣削加工过程仿真研究

对发动机叶片在现有夹具定位下的螺旋铣削加工状态进行了研究,建立了基于瞬时铣削力的叶片变形模型,提出了基于加工表面静态误差预测、补偿的离线多层次误差补偿方案,利用有限元模拟技术结合铣削力模型,迭代求解各个刀位点处的弹性让刀变形量,据此修正原始的数控刀具轨迹代码,达到消除加工变形误差的目的;并通过有限元ANSYS仿真,得到实时误差补偿刀位轨迹,通过实验验证补偿方案的正确性和实用性。     

数控机床几何误差建模及误差补偿的研究

基于多体系统运动学理论，建立了一种通用的数控机床几何误差模型，该模型易于实现计算机自动编程，能够广泛的应用于各种不同类型的数控机床上。给出了实现误差补偿的算法和程序流程图，特别针对直线与圆弧的分段处理进行了研究，结出了分段方法及坐标求取方法。最后，以一台三轴立式加工中心为例，对其21项几何误差进行了辩识，通过实验验证了误差补偿的效果。     

前馈式多轴CNC系统跟随误差补偿控制模块的设计

采用不变性原理构建前馈补偿控制系统的理论结构模型,并进行系统幅值误差的分析。建立零件空间线性轮廓误差的数学模型,并由此确定前馈补偿量的算法。设计了以单片机为核心的前馈补偿控制模块的硬件原理电路和补偿数据处理程序的软件结构。通过仿真实验,验证了控制模块的补偿功能。结果表明,该设计能够有效地消除计算机数控(CNC)系统的相位滞后和幅值误差,提高普通数控系统对零件轮廓的加工精度。     

基于840D数控系统温度补偿功能的误差补偿系统

为提高机床加工精度,通过分析西门子840D数控系统内置的温度误差补偿功能,基于温度补偿相关参数设计并开发了误差实时补偿系统.为了实施误差补偿,搭建补偿系统的硬件平台,通过修改PLC程序实现了对机床状态参数的读写.以QLM27100-5X五轴数控机床为研究对象,对x轴定位误差进行误差补偿实验.实验结果表明补偿后的机床加工精度提高了79.3％.     

精密卧式车床热误差溯源、建模与实时补偿

精密卧式车床的关键部件会在内外热源的综合影响下发生热变形,进而严重影响加工精度。数据驱动的热误差建模方法为解决此问题提供了有效手段,而厘清车床的关键热误差元素及其传导机理可进一步提高车床热误差的建模效率、精度和鲁棒性。文章针对车床X轴丝杠摩擦热、主轴发热、Z轴鞍座发热以及液压刀塔和拖板发热4个关键热误差元素开展了溯源测试,并根据溯源结果建立了热误差模型并开发了热误差实时补偿系统。车削验证实验结果表明,补偿后车床的加工误差在反复的加工和冷机过程中均稳定降低了75%以上,文章所提的热误差溯源和补偿方法有效提高了车床的加工精度和稳定性。     

基于经验模态分解方法的曲面加工误差补偿

采用误差补偿技术对曲面的加工误差进行补偿是提高该类零件加工精度的有效方法。针对加工误差进行经验模态分解,将加工误差分解为若干个固有模态函数(IMF)和一个res趋势项函数。根据系统误差的特征,趋势项函数中一定存在系统误差,利用自相关分析法和频谱图对固有模态函数分析是否存在周期性变化系统误差,最终分解出系统误差和随机误差。搭建了数控机床在线检测的实验平台,实现了曲面零件的系统误差补偿。通过一个曲面零件的加工实验表明,补偿加工后的曲面精度提高了86.0%。仿真算例和实验结果表明,基于经验模态分解方法的加工误差补偿能有效提高曲面零件的加工精度。     

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。     

SOFTWARE-CONTROLLED SYSTEM OF ULTRA-PRECISION MACHINING AXISYMMETRIC ASPHERIC MIRROR

In order to improve machining accuracy and efficiency, a software-controlled system of ultra-precision machining for axisymmetric aspheric mirror, using techniques of error compensation, remote transmission and modularization, is designed based on industrial PC, Windows 2000 work platform and Visual Basic 6.0. By experiments, this system realizes functions of ultra-precision machining, machining error compensation, remote data transmission and automatic data transformation among first machining, compensation machining and accuracy measurement. The actual application shows that error compensation improves machining accuracy, remote transmission improves machining efficiency while modularization avoids repeated work and improves design efficiency. Therefore, the system has met ultra-precision machining need for aspheric mirror.     

薄壁件加工变形误差预估及补偿的集成

针对薄壁件数控加工过程中产生的力致变形误差,提出了一种将变形误差预测与误差补偿进行集成的方法。在提出高效的误差计算迭代算法基础上,采用APDL的方式开发了集迭代计算、刀具走刀、材料去除于一体的误差动态仿真程序,实现全过程加工误差的自动计算。借助UG二次开发工具UG/Open开发的应用程序实现了UG和ANSYS之间的数据通信,根据预测变形误差自动修正CAD模型,继而利用UG CAM生成考虑误差补偿因素的加工代码。研究了涉及误差离线预测及补偿的集成方法的多个关键技术。算例表明：误差预测值逼近实验值,精度可靠;集成软件能够自动生成误差补偿的加工代码,实现了误差离线预测和补偿全过程的CAD/CAE/CAM集成,集成程度高。     

圆弧插补中的反向运动间隙补偿

提出一种新的圆弧插补中反向运动间隙补偿的方案，可提高加工圆弧时的表面质量，并使补偿过程中产生的误差较小，文章探讨了新方案的误差及其控制。     

An integrated error compensation method based on on-machine measurement for thin web parts machining

Thin webs are widely used in the aerospace industry for the advantages of compact structure, light weight and high strength-to-weight ratio. Due to its low rigidity, serious machining error may occur, therefore, Finite Element method and mechanism analysis are usually utilized to modeling its deformation. However, they are very time-consuming and only suitable for elastic deformation error. In this study, an integrated error compensation method is proposed based on on-machine measurement (OMM) inspection and error compensation. The OMM inspection is firstly applied to measure the comprehensive machining errors. The Hampel filtering is then used to eliminate outliers, followed by the triangulation-based cubic interpolation as well as a machine learning algorithm which are used to establish the compensation model. At last, the real time compensation of high-density cutting points is realized by developing the compensation system based on External Machine Zero Point Shift (EMZPS) function of machine tool. Three sets of machining experiment of a typical thin web part are conducted to validate the feasibility and efficiency of the proposed method. Experiment results revealed that after compensation, the comprehensive machining errors were controlled under different machining conditions and 58.1%, 68.4% and 62.6% of the machining error ranges were decreased, respectively. This method demonstrates immense potential for further applications in efficiency and accuracy improvement of thin-walled surface parts.     

A Novel Method of Efficient Machining Error Compensation Based on NURBS Surface Control Points Reconstruction

A novel method to improve the efficiency of error compensation in free-form surface machining based on the Non-Uniform Rational B-Splines (NURBS) surface control points reconstruction is proposed in this article. With the presented method, a relatively small number of inspection points are needed to be measured for error compensation. The machined surface is obtained by reconstructing the control points of the designed surface based on the on-machine measurement data. The machining error of the surface is obtained by calculating the difference between the machined surface and the designed one. Then a compensate surface is achieved using the mirror symmetry model and surface modification method to compensate the machining error. Experimental validation for the milling of a NURBS surface shows that the machining accuracy of the surface is improved by 62.57% through use of the proposed method.     

复杂曲面零件在线检测与误差补偿方法

复杂曲面零件的高精度加工与精密检测一直是数字化制造领域的研究热点。为提高复杂曲面零件的加工精度、检测精度,提出一种集数控机床在线检测、加工误差分解与补偿加工为一体的集成化方法。介绍集成化在线检测方法及补偿系统的基本原理,分析数控加工后曲面零件测点数据的误差组成,提出一种基于空间统计分析的加工误差分解方法,在建立基于B样条曲面的确定性曲面回归模型的基础上,对回归模型残差进行空间独立性分析,分解出系统误差和随机误差,进而通过数控代码的修改,实现零件加工过程的系统误差补偿。列举一个曲面零件的加工与检测实例,进行方法有效性验证。通过加工工件的在线检测、误差分解、代码修改及补偿加工等环节,实例零件的加工精度有了大幅提高,而该系统的检测精度也通过与三坐标测量机(Coordinate measuring machine, CMM)检验结果的对比,得到了有效验证。     

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,实践说明本文所建热误差模型的有效性和补偿方法的可行性.     

龙门式多轴联动机床的几何误差建模

设计一台集加工、检测于一体的小型龙门式多轴联动加工系统,以实现小型或微小型零件的铣、钻、磨削加工。机床除了从结构上提高精度外,也采取了误差补偿的措施,通过对机床进行几何误差建模,得到几何误差模型,以便进行补偿,提高精度。