基于结构误差补偿的多坐标机床后置变换

提出了适用于任意结构形式的多坐标数控机床运动模型的建立与反求方法，在此基础上建立了对机床几何误差进行补偿的通用后置变换。该建模与求解方法已成功应用于国家某大型企业七轴互联动车铣机床的数控系统中。     

基于通用运动学的BC型双转台五轴数控机床后置处理

为充分挖掘数控机床的加工潜能,针对BC型双转台五轴数控机床坐标关系,建立其运动学模型,并经逆向运动学求解,推导出该型机床后置处理的转角计算公式和坐标转换计算公式。为进一步提高该型机床加工精度,在分析转角变化情况后,提出了避免突变的处理方法。针对采用线性插补法加工产生误差较大的问题,提出了采用球面插补法进行加工和计算,并根据推导结果,开发了基于UG的后置处理程序。经试验验证,该后置处理程序能满足使用要求。     

数控机床通用后置处理程序的开发

以五坐标数控机床为例,探讨了通用后置处理程序中遇到的两个关键性问题－后置处理算法原理和后置处理配置文件参数设计。     

双转台五轴数控机床运动变换及求解方法的研究

数控加工后置处理是实现多坐标数控机床正确、高效完成加工任务的关键步骤.在后置处理器系统设计中,机床运动变换尤为重要,它的任务是将刀位点信息和刀轴矢量信息.转化为各运动轴在机床坐标系中的运动量.五轴数控加工后置处理的难点是机床坐标运动变换;以双转台机床为例,利用机构运动学原理,推导出了刀位矢量及刀位点运动变换模型,给出了其表达式;通过仿真分析对该算法进行了验证;检验结果表明所提出方法是正确可行的而且适用于其他任何类型的五轴机床.     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

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。     

数控机床精度快速建模技术研究

针对误差补偿技术中精度模型与误差测量的难题,提出了基于神经网络的机床精度快速建模方法,对模型结构及训练样本采集方法进行了深入的探讨。结合DURGA－30加工中心进行实验研究,并与传统建模方法进行了对比。最后,对模型的置信度进行了检验。     

双转台五轴数控机床的非线性误差补偿

针对双转台五轴数控机床因旋转轴与平移轴联动而产生的非线性误差,提出一种解析模型对非线性误差进行实时预测和补偿。选取刀位文件中的相邻点作为建立模型的刀位点,然后根据经典后置处理中的误差分布建立谐波函数解析的非线性误差模型;用该模型的解析表达式快速预测两刀位点之间的非线性误差,实现了对中间插补点的实时误差补偿。最后对一叶轮零件加工的刀位文件进行MALTLAB仿真分析,验证了所提算法的有效性。     

数控机床误差补偿技术研究

提出基于多体系统理论的数控机床运动误差模型,几何误差参数综合辨识模型及相应测量技术,使用９线位移误差及直线误差测量,可准确辨识数控机床整个工作区间内的全部２１项几何误差参数;在三坐标立式加工中心上进行软件误差补偿实验,并上坐标测量机检验。结果表明,建模方法具有较强的实用性,对数控机床加工误差补偿效果明显。     

通过修正NC程序改善加工精度

利用激光测量仪标定一台三坐标加工中心的运动误差,并根据测得的误差来修正NC程序,达到了运动误差补偿的目的。试验数据表明,所加工球面的圆度提高了40%,尺寸精度提高了50%以上,显著提高了普通设备的加工精度。     

多轴机床空间误差的一般模型

本文提出了多轴机床空间误差的一般模型，该模型把刀具相对工件的误差表达为机床各相连组件之间误差的线性组合。适用于任意结构的机床以及坐标测量机和测量仪器。利用这个模型进行软件误差补偿，在不提高成本的情况下，可大幅度提高加工精度或测量精度。     

PRS-XY混联机构实验平台的运动学分析

提出串并联结合的PRS-XY型混联结构。该结构含有3自由度的PRS并联机构和一个X-Y工作台,能实现3个方向的平动与两个转动。对PRS-XY型混联结构进行了运动学分析,建立了正、逆运动学模型,并对其进行了数值解折,验证了该模型的正确性。     

数控机床温度与热误差检测系统

数控机床热变形补偿模型研究和应用中须快速采集大量温度与热误差信号.针对温度和热误差信号的特点开发了检测系统,此系统具有方便快速测量机床各部位温度和机床热误差的功能.     

数控机床螺距误差的测量与补偿

介绍了数控机床螺距误差的测试原理、测量方法及补偿的实现,通过对某型号数控机床螺距误差补偿的实验,表明了该补偿方法能较大限度地提高数控机床的位置精度。     

数控机床径向运动误差的形成机理及补偿方法研究

研究数控机床圆周插补运动径向误差的形成机理,并提出一种误差软件补偿方法。分别用圆轨迹运动误差测试仪和圆度仪测出数控机床圆周插补运动的径向误差,对该误差建立计算机误差补偿模型,应用该模型进行软件补偿实验研究。实验结果验证了误差形成机理的分析,同时表明提出的误差软件补偿方法能有效地提高数控机床的圆轨迹精度。     

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,并对于不同的误差元素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.     

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。