数控机床综合误差分析与建模研究

分析了影响机床精度的误差来源及运动副的误差运动学原理。以一台三轴数控机床为研究对象,利用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态,建立误差综合数学模型,模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差和切削力误差,可为其他类型的机床误差综合建模及补偿提供参考。     

数控双主轴车床几何和热误差综合数学模型及实时补偿

本文以某生产厂家的一台数控双主轴车床为研究对象，根据齐次坐标变换原理，推导出了该机床的几何误差和热误差的综合数学模型。在此数学模型中包括了该机床几何误差和热误差的２３个误差因子。经基于此误差综合数学模型的补偿，工件之间的尺寸变化可从原来的６０μｍ以上降低到１４μｍ，工件的锥度变化可从５０μｍ／ｃｍ以上降低到１５μｍ／ｃｍ，大幅度地提高了机床的加工精度。     

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。     

多功能复合五轴数控机床的综合误差建模研究

数控机床误差补偿是提高数控机床加工精度的有效方法,而建立快速准确的误差模型又是实施误差补偿的前提和基础。以多功能复合五轴数控机床为对象,阐述了五轴数控机床的综合误差建模过程,对传统建模过程中刀具、工件和参考坐标系之间的关系进行了优化处理,得到了包含方向误差在内的综合数学模型。     

一种五轴数控机床的综合误差建模与补偿

研究五轴数控机床的综合误差建模与补偿方法。系统地分析了机床几何误差与热误差,并提出了其新的分类方法和一种直观形象的杆、副误差矩阵描述方法,根据这种误差描述方法建立了五轴数控机床的综合误差模型,最后根据矩阵微分法建立了机床综合误差补偿模型。     

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。     

基于二阶矩信息的五轴数控机床几何误差建模

传统误差建模方法通常假设机床几何误差为常量,未考虑误差分布情况.在分析传统误差建模方法的基础上,提出了一种基于误差二阶矩信息的齐次坐标变换法.以均值与标准差矩阵形式表达了机床各项误差的分布情况,通过建立带分布情况下误差传递矩阵运算规则,计算并以区间形式表达了机床空间定位误差,通过对比实验证明了该误差模型与传统误差模型相...     

数控机床几何和热误差综合的运动学建模

以某生产厂家的一种车削加工中心为研究对象,根据齐次坐标变换原理,推导了该机床刀具与工件之间相对位移的动态关系式。此式包括了该机床几何误差和热误差中主要影响机床精度的１４个误差因子。经基于此误差综合数学模型的实时补偿,工件之间的尺寸变化从原来大于４０μｍ降低到１２μｍ。     

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。     

数控机床几何误差的综合建模与补偿

对数控机床进行误差补偿是提高数控机床加工精度的有效方法.而建立快速准确的误差模型又是实施误差补偿的前提和基础.以三轴数控机床为对象,建立综合误差模型.     

数控机床空间误差检测与补偿技术研究

研究了数控机床的空间误差检测原理,分析了激光矢量测量法的检测原理与误差模型。采用激光多普勒位移测量仪和激光矢量测量法对数控螺旋锥齿轮机床的空间误差进行了检测与补偿,并根据标准ISO 230-6评估了该数控机床的空间性能,实验结果表明,文中所研究的数控机床空间误差检测与补偿技术是切实可行的,能够在一定程度上较大地提高数控机床的空间运动精度,为进一步提高数控机床的加工精度奠定了基础。     

数控机床几何误差特性及其测量方法研究

分析了数控机床几何误差和定位误差的异同。指出了数控机床定位误差测量的前提条件是误差值要表示为指令位置点坐标的函数,从而进一步明确了数控机床满足这一条件的基本要求。在此基础上,提出了数控机床末端定位误差的基本特性是相对性、位置依赖性、连续性。并用试验的方法验证了以上特性,为数控机床的误差测量、误差补偿提供了理论依据和实践方法。     

五轴数控机床回转中心的几何误差检测与补偿

通过对转摆台式五轴数控机床回转中心几何误差的研究,提出了转摆台式五轴数控机床回转中心不重合几何误差的检测与补偿方法。将此方法应用于沈阳机床某转摆台式五轴数控机床,结合HEIDENHAIN ITNC530系统进行误差补偿,取得了良好效果。     

基于状态空间模型的数控机床热误差建模

为了减小机床运行参数变化导致的机床热误差变化对模型预测精度的影响,提出了状态空间建模算法,该算法可根据机床运行参数的变化而自动调整模型,从而使模型对机床运行参数的变化具有良好的自适应性。通过实验比较了模型对机床处于不同条件下的热误差预测精度,并基于状态空间模型在Leaderway V-450型数控机床上进行了平面切削的热误差补偿实验。实验结果表明：与传统热误差建模算法相比较,所提算法的预测精度提高了58.12%,稳健性也得到了有效提升,且实际热误差补偿效果显著。     

PRS-XY型混联数控机床的误差源分析及标定方法

以北京理工大学研制的PRS—XY型混联数控机床为对象，进行了误差源分析。以三坐标测量机和激光跟踪仪为主要测量手段进行了标定试验。通过试验，获得了该机床的关键几何参数的加工和装配误差，为机床的误差补偿提供了重要依据。     

经济型数控机床半闭环控制及螺距误差补偿

为实现开放式机床控制器可移植性要求，提出一种可应用于交流伺服电机和步进电机的基于虚实映射的半闭环控制结构模型。在此基础上，讨论了针对步进电机的经济型机床半闭环结构的比例＋积分的控制器设计方法。为降低机床传动机构所产生的螺距误差，通过激光干涉仪实际测量正反向定位值，将测量结果作为一个非线性环节引入半闭环结构中实现机床的螺距误差补偿。实验结果表明，该方法可实现机床伺服轴定位累积误差由220μm缩小到11μm。     

CJK0630A经济型数控机床的新设计

本文介绍了作者近几年来从事机床数控化改造和设计中遇到的实际问题及其解决方法,重点阐述了CJK0630型数控车床主运动系统和进给运动系统的改进设计.     

数控机床热误差特性分析

对数控机床在主轴空转和实切状态下的热误差特性进行了比对分析。利用模糊聚类和F统计量确定了最佳的分类及分类阈值,根据温度与热误差之间的灰色关联度确定出温度敏感点,进而建立补偿模型。对实验结果的分析表明,温度敏感点在两种状态下是动态变化的,不同状态下的补偿模型并不通用;实际生产中的热误差补偿应优选实切状态下的热误差模型。     

数控车床对刀误差分析

介绍了数控车床对刀的意义,基本方法,对对刀误差产生原因进行了分析,并给出了几种有效控制对刀误差的具体措施,还提出了进一步改善数控车床对刀误差的合理化建议。     

数控机床工作台误差综合补偿方法研究

针对由几何误差与热误差引起的数控机床工作台与主轴之间相对位置变动的问题,通过试验分析其在不同温度状态下的误差数据,得到机床工作台平面度误差随热变形保持不变的规律,并提出了一种数控机床工作台平面度误差与主轴热误差的综合补偿方法。该方法通过分别建立工作台平面度误差模型和热误差模型,并运用叠加原理建立综合误差补偿模型,对传统固定单位置点建模补偿方法的原理性缺陷进行了改进。结合机床关键部件的实时温度值和刀具位置的实时坐标值,计算出了全工作台各区域各温度阶段的误差补偿值,进而实现了全工作台主轴轴向综合误差的实时补偿。检验及分析结果表明,相比于传统固定单位置点热误差建模补偿方法,该方法所建模型残余标准差减小约7μm,精度提高比例达到50%;单次最大补偿残差减小约11μm,精度提高比例达到60%,大幅度提高了机床的加工精度。