基于多因素影响的数控铣床定位误差研究

定位误差测量的可靠程度决定了能否有效提高数控铣床的定位精度。采用Laser XL-30激光干涉仪对MVC850B数控铣床进行定位误差测量实验,研究了不同条件因素对定位误差的影响。在实验测量过程中,首先利用环境参数补偿方法进行试验对比,得出环境参数(包括气温、气压、湿度)对定位误差测量的影响。然后以进给速度、测量间距、加工时间为自变量因素,反向间隙误差和螺距累积误差作为响应结果,利用三因素双目标统计分析方法,得到不同因素对响应结果的影响程度,同时发现数控铣床定位误差与自变量的变化关系。最后通过观察某一段时间内定位误差的概率分布曲线,进一步得到误差测量的可靠度和机床运动精度保持性,预测出机床可能出现的误差位置,可有效地采取措施提高数控铣床定位精度。     

基于模糊故障树的数控龙门铣床加工误差分析与试验

针对数控龙门铣床加工中出现的平面度误差问题进行研究与改进,分析工艺系统因素产生的误差,建立加工平面误差的模糊故障树,通过下行法对其进行简化分析,定性分析影响加工平面度误差的最小割集,运用模糊隶属函数定量分析顶事件的发生概率及底事件的发生概率重要度,确定主要因素为工作台形位误差、定位元件误差、热变形等。使用激光测量技术对安装的工作台平面进行矩形布点测量,根据采集数据建立基于最小二乘法的数学模型,运用Matlab软件定性分析平面度的评定,并对超差区域进行改进,最终实现了机床装配与使用要求。     

基于模糊C均值聚类法和多元线性回归理论的铣床热误差研究

为了降低铣床主轴旋转受温度影响而产生的位移变形量,提高铣床对零件的加工精度,采用了模糊C均值聚类法和多元线性回归理论对铣床主轴的热误差进行建模,实现铣床主轴加工误差值最小化;分析了模糊C均值聚类法筛选最优值的迭代过程,对铣床上不同位置的测量温度值进行分组,筛选出每组的最优温度值;采用多元线性回归理论,对铣床热误差理论预测模型进行了推导,通过实验验证多元线性回归理论所创建的热误差预测模型。实验结果表明:补偿前,铣床主轴Y方向和Z方向受温度影响产生的热误差最大值分别为45.0μm和28.0μm;补偿后铣床主轴Y方向和Z方向受温度影响产生的热误差最大值分别为3.2μm和3.8μm,误差范围都在4μm以内。采用模糊C均值聚类法和多元线性回归理论对铣床热误差进行补偿,铣床主轴运转受温度影响所产生的误差明显降低,从而提高了主轴定位精度。     

夹具静态误差与动态误差的综合分析

首先,明确夹具中各项误差的定义和分类以及与误差产生有关的影响因素.其次,通过对静态和动态两种情形的分析与计算,得到具体因素如定位方式、夹紧力等对加工精度的影响.最后,依据相应工序中所要求的加工精度,可以计算得到各项具体因素的允许范围和调整方向,进而起到了校验、改进和优化夹具的效果.     

基于自然指数模型的机床定位误差建模与实时补偿

为提高数控机床的运动性能和加工精度,提出了基于自然指数模型的机床定位误差建模方法.通过分析在不同温度条件下的定位误差变化规律,将定位误差分为几何误差和热误差两个部分,其中,几何误差部分可以采用多项式模型进行拟合,而对于热误差部分,则建立其与环境温度、机床关键构件温度之间的自然指数模型,从而描述了热误差和温度场之间的非线性变化规律.通过与传统的多元线性回归模型进行试验结果对比表明:基于自然指数模型的定位误差建模方法在任何温度条件下均可获得较高的预测精度,经过误差补偿,可以大幅提高机床精度.     

主轴动态精度测试与分析

主轴动态误差对加工精度有至关重要的影响,针对主轴动态误差进行了试验与分析。介绍了主轴动态误差的概念,采用主轴动态误差分析仪对主轴动态误差进行了采集,采集的数据包括主轴径向平均误差、径向异步误差、轴向平均误差、轴向异步误差以及轴向最小间隙。对某型号同类型三台立式加工中心分别进行了多转速情况下的测量,对比并分析了三台立式加工中心的测量结果。在转速为7 500 r/min时,三台立式加工中心径向异步误差分别为70、15、15μm;在转速升至6 000 r/min之后主轴最小径向间隙均有较大提升。试验结果表明:主轴动态精度受到机床工况和转速共同影响;在高速转动情况下,主轴径向最小间隙增大明显;加工时要根据工况合理安排转速,以保证加工质量。     

铣床夹具对定误差分析计算

本文通过曲型铣床夹具，分析产生对定误差的因素，列出计算各方面对定误差的计算式和控制各方面对定误差的关系式。     

工字型薄壁件数控铣削加工变形试验与分析

在CY-KX650立式铣床上对铝合金材料7075工字型薄壁工件变形进行试验研究,分析其变形误差规律。通过正交铣削试验,研究工字型薄壁件在铣削精加工过程中不同工艺和走刀方式下工件的变形情况,为同类薄壁件铣削加工参数优化和加工工艺的合理制定提供了依据。     

加工中心定位误差的设计与补偿

加工中心的定位误差是关系到其加工精度的重要因素。为此,提出了一种基于误差设计思想的软件补偿方法,由激光干涉仪采集到的定位误差,设计了误差补偿模型,并结合加工G代码的相关特性建立了加工空间的全局误差数据库,在该数据库中,误差补偿信息充分,可以自动地完成对不同加工G代码的误差修正,保证了每一次的加工补偿精度。最后进行了误差补偿实验,结果表明经过误差补偿后的加工中心定位误差明显减小,实验还证明了该方法所具有的实用性和通用性。     

多轴机床综合误差补偿策略研究

建立精确的误差模型,并对机床进行误差补偿是提高机床加工精度的有效方法。文章以自主研发的五轴机床为研究对象,测量在不同温度状态下导轨的定位误差,通过分析实测数据,得到机床误差分布规律和影响定位误差的关键因素。根据几何误差与热误差的不同特性进行误差分离,分别建立几何和热误差数学模型,最后叠加得到综合误差数学模型。根据综合误差模型,提出机床误差补偿策略,为多轴数控机床实施误差补偿提供基础。     

XK714/1数控铣床螺距误差补偿

数控机床的定位精度是影响其高精度性能的一个重要方面,因而也是数控机床验收和检测的重要指标之一。螺距误差是影响定位精度的重要因素,通过螺距误差补偿能够有效改善机床的定位精度和加工精度,对数控机床的使用和维护具有重要意义。对数控机床反向间隙补偿和螺距误差补偿的原理及测量方法进行深入研究,并针对XK714/1数控铣床FANUC 0M系统的螺距误差进行补偿,取得了良好的补偿效果,说明对滚珠丝杆传动机构的反向偏差与螺距误差进行补偿是恢复和提高机床精度的一种重要手段。     

普及型数控系统直线误差的研究与应用

通过分析普及型半闭环数控系统的直线误差,指出传动系统的反向间隙和螺距误差是影响定位精度和重复定位精度的主要原因.阐述了数控系统反向间隙补偿和螺距误差补偿的原理,提出了发挥数控系统软件功能,控制直线误差,是提高行业加工精度的经济而有效的方法.研究了反向间隙测量方法和螺距误差补偿原点设置的原则.以GSK数控系统为例,详细介绍了反向间隙补偿、螺距误差补偿相关的误差测量方法、数控系统参数设置、变量设置等内容,并列举了具体操作实例.     

数控镗铣机床的位置精度检测及补偿

采用Renishaw激光干涉仪检测数控镗铣机床Y轴的正、反向定位精度和重复定位精度,比照精度的定义对测量结果进行分析和探讨,建立Y轴正、反向单向定位精度和反向差值补偿的数学模型,通过840D的丝杠和间隙补偿表功能完成了补偿。检测结果表明:补偿后正、反向定位精度有了较大幅度的提高,反向间隙有了较明显的减小。     

数控机床在线检测系统的定位误差补偿实验研究

为了提高数控机床在线检测精度,研究机床各个轴的定位误差对数控机床在线检测精度的影响。针对数控机床误差补偿进行实验研究,采用激光干涉仪在数控机床上测量出各个轴的定位误差,将各个轴的定位误差依次进行补偿;并以Visual C++6. 0为工具,编写了三次样条曲线的算法程序,将测量的数据点拟合成一条曲线,达到可以预测机床任意点误差的效果;进行标准块检测实验。结果表明:在数控机床在线检测系统中实施误差补偿,效果较为明显,利用补偿软件可以实现对数控机床任意点进行补偿。     

基于激光跟踪仪的数控机床空间误差测量及补偿

为了改变机床空间误差综合性的测量手段和补偿技术在国内机床制造和生产中应用较少的现状和研究数控机床空间精度提升方法，介绍数控机床平动轴的21项误差和激光跟踪仪的空间误差测试原理，阐述测量与辨识机床空间误差的步骤和方法。在桥式五轴加工中心上进行空间误差测试，给出数控机床空间误差结果，并生成误差补偿文件，通过西门子的VCS功能进行了误差补偿。并对比分析了补偿前后的21项误差，对补偿前后数据的差异进行原因分析，并通过对机床空间体对角线的测量验证了空间误差测量与补偿的实际效果，补偿后误差缩小为原来的11.2%,应用该技术能够大大提高机床的空间精度。     

Derivation of machine tool error models and error compensation procedure for three axes vertical machining center using rigid body kinematics

Volumetric positional accuracy constitutes a large portion of the total machine tool error during machining. In order to improve machine tool accuracy cost-effectively, machine tool geometric errors as well as thermally induced errors have to be characterized and predicted for error compensation. This paper presents the development of kinematic error models accounting for geometric and thermal errors in the Vertical Machining Center (VMC). The machine tool investigated is a Cincinnati Milacron Sabre 750 3 axes CNC Vertical Machining Center with open architecture controller. Using Rigid Body Kinematics and small angle approximation of the errors, each slide of the three axes vertical machining center is modeled using homogeneous coordinate transformation. By synthesizing the machine's parametric errors such as linear positioning errors, roll, pitch and yaw etc., an expression for the volumetric errors in the multi-axis machine tool is developed. The developed mathematical model is used to calculate and predict the resultant error vector at the tool–workpiece interface for error compensation.     

精密卧式加工中心空间误差的建模、测量与补偿技术

采用空间误差补偿技术,可有效提高数控机床的空间定位精度。以一台精密卧式加工中心为对象,系统阐述其几何误差补偿中的关键问题及解决方案。通过三维误差建模与分析,得到该机床的21项几何误差中有17项需要测量和补偿,另外4项误差对机床定位精度的影响甚微。以此为依据,设计误差测量及补偿方案,并给出误差的具体测量方法和补偿结果。结果表明:经过一次系统地误差测量与补偿,精密卧式加工中心的空间定位精度可以提高50%～70%;合理规划和实施空间误差测量,可大幅提高测量效率。     

基于PMAC快速PID整定与精度补偿研究

数控系统中动态性能与定位精度决定了加工质量及效率,为满足磨床数控系统控制要求及加工精度,研究快速整定PID方法及提高定位精度补偿方式,基于PMAC运动控制器搭建五轴数控工具磨床的全闭环伺服系统。针对伺服系统动态性能差、跟随误差较大等问题,阐述了基于PMAC的前馈-PID陷波滤波器伺服算法,提出了快速PID整定方法。针对定位精度差的问题,论述了定位补偿原理及方式,使用激光干涉仪进行目标点测量后制作螺距补偿和反向间隙补偿表。结果表明,PID整定方法得当,五轴磨床的动态响应性能良好,跟随误差大幅度减小;定位补偿措施合理,定位精度和重复定位精度大幅度提高,达到设计要求的3μm以内。     

BF-850B立式高速数控机床精度检测及误差补偿研究

机床在加工的过程中会因为物理变形和热变形,使得加工零件的精度难以保证,因此必须对运动中的影响机床精度的误差源进行误差分析及实时补偿。利用激光干涉仪和球杆仪对数控机床定位精度进行检测,并建立了关于机床变形的检测数据的数学模型,确定了定位误差补偿方法,同时以具体的数控机床为例进行了定位精度检测与误差补偿,最后对补偿效果进行了分析。结果表明：该定位误差检测及补偿方法具有可行性与实用性,使数控机床的定位精度得到了显著的提高。     

基于FANUC系统的螺纹误差测量与补偿

螺距误差是影响数控机床加工精度的重要因素.根据误差产生原因,介绍数控机床螺距误差补偿的依据和原理;以某一型号数控车床为例,详细说明了利用激光干涉仪实现误差测量及补偿的具体方法.结果表明,该补偿方法能较大程度提高数控机床的加工精度.