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...     

立式加工中心关键几何误差判定与量化验证

针对现阶段机床空间误差模型不完整且传统灵敏度分析存在局限性,导致其关键几何误差溯源不准确,以及关键几何误差判定结果难以量化验证的问题,以某立式加工中心为研究对象,提出一种机床关键几何误差判定与量化验证方法。以旋量理论为基础,研究某立式加工中心空间误差建模,以输出机床完整空间误差模型;在此基础上,以基于传统局部灵敏度分析为基础,利用误差贡献度因子判定机床关键几何误差;借助数值模拟实验对判定结果进行量化验证。结果表明：相较于传统灵敏度分析结果,利用误差贡献度因子判定关键几何误差的结果更准确;基于误差贡献度因子的判定结果,不仅能量化几何误差相对机床空间误差的影响程度,同时可为机床部件制造精度设计提供理论参考。     

基于多体系统理论的五轴加工中心综合空间误差建模及补偿

基于多体系统运动学理论和齐次变换矩阵的应用,结合C-A双摆五轴加工中心,建立了该机床的综合空间误差模型。基于该模型,推导出数控指令的补偿修正算法并开发出了几何误差补偿软件,最后进行测量与补偿试验。试验结果表明：针对C-A双摆五轴加工中心的建模方法可靠,采用的补偿方式有效,实现了误差补偿的目的。     

车铣复合数控机床空间误差建模和补偿

空间误差是影响车铣复合数控机床零件加工精度的最重要因素,现有方法对机床各轴的定位精度提升效果不好,为此设计车铣复合数控机床空间误差建模和补偿方法。忽略机床两个旋转轴的位置无关误差,通过齐次坐标变换理论构建其几何误差辨识模型,对几何误差辨识模型进行简化,实现两轴的几何误差辨识。在工件坐标系下,根据旋转轴几何误差辨识结果,采用多体理论构建机床空间误差模型。基于此误差模型,利用理想状态的逆运动学设计同步空间误差补偿策略,通过迭代方式对各轴补偿值进行计算,实现空间误差补偿。测试结果表明：设计方法补偿后,实验机床X轴、Y轴、Z轴的定位精度提升了0.6μm,B轴、C轴的定位精度提升了4″、3″,各轴的重复定位精度有很大提升,机床的反行程实验圆度也有所提升。     

水平移动式三坐标测量机空间误差检测与补偿

以水平移动式三坐标测量机为例,为了提高其空间精度而准确地实现测量机误差修正,设计了空间误差检测方案,并采用专用检具实测和间接计算了三坐标测量机21项几何误差中的18项,通过了误差补偿效果检验,验证了此方法是可行的.     

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。     

五轴数控机床综合空间误差的多体系统运动学建模

基于多体系统运动学理论的基本原理，结合RRTTT型五轴立式数控机床，阐述了多体系统的拓扑结构和低序体阵列，提出了特征矩阵的基本概念和构建方法，分析了多体系统有误差运动的基本规律，研究了根据特征矩阵得到综合空间误差的算法。理论分析和实例建模都显示所述方法能很好地解决误差建模的正确性、速度、通用性和自动化问题，为五轴数控机床精度分析和误差补偿提供了一种理想的误差建模技术。     

卧式加工中心空间精度预测及量化验证

为提高卧式加工中心整机加工精度,且针对卧式加工中心精度预测模型难以量化验证的问题,基于旋量理论建立了精度预测完备模型,在此基础上提出了一种新的精度预测模型量化验证方法.首先,以旋量理论为研究基础,并借助旋量指数积建立了某多自由度机器人末端运动学正解;其次,在分析了卧式加工中心几何误差的基础上,结合该机床运动链分析结果构...     

TX1600G镗铣加工中心镗削系统空间误差建模研究

随着机床精度要求的不断提高,零部件几何误差间的耦合作用所形成的空间误差已成为影响床身自身精度及加工工件精度不可忽略的误差因素之一。以TX1600G镗铣加工中心镗削系统为研究对象,结合该系统的运动原理及多体系统理论建立拓扑结构及低序体间阵列,并据此获得镗削系统空间误差模型;在模型构建过程中首次将垂直度因素引入相邻体运动关系矩阵中,提高了空间误差表征的准确度,使得工件和刀具之间理论误差关系式更加贴近实际并验证了误差矩阵中误差项,该方法同样适用其它类型机床误差分析。     

卧式加工中心误差建模与补偿技术的研究

对卧式加工中心进行误差补偿是提高其加工精度的重要手段.文章基于多体系统理论,在分析了卧式加工中心误差的特性后,针对该机床建立了综合空间误差模型及刀具姿态误差模型,给出了数控指令的修正算法,并在此基础上开发了误差补偿软件,进行了仿真试验.试验展示了刀具轨迹补偿前后对比及数控指令修正前后的G代码对比.试验结果表明:文中针对卧式加工中心的误差建模正确可行,采用的补偿方法切实有效,通过修正数控指令的方式,跨越了数控系统硬件制约,达到了误差补偿的目的.     

基于多体系统理论的精密加工中心综合误差建模

基于多体系统理论,针对一台含有工作台站的精密加工中心,建立其综合误差模型,分析并解决了交换工作台站的运动误差对综合误差的误差传递问题,改进了各轴热漂移误差的综合误差建模方法。运用该误差模型进行实时补偿,能有效提高加工中心的加工精度。     

丝杠行程误差补偿技术

对丝杠行程误差曲线进行分析, 用一组编值号代表不同的补偿量放在存储器中, 对丝杠行程误差进行补偿, 提高机加工精度。     

五轴加工中心RTCP误差检测及补偿方法

RTCP是五轴加工中心提供的空间五轴联动加工零件的一种先进功能,维护RTCP精度对提高机床加工精度有重要意义。针对机床不具备球杆仪等专用测量装置情况下,探索一种简单可行的RTCP误差检测与补偿的问题,改进了机床制造商提供的经验计算公式,对比了改进后与改进前机床的精度数据,说明了改进可行性。     

精密加工中心直线轴复合误差建模研究北大核心

为提高精密机床加工精度,针对直线轴几何误差与热误差两类重要误差项进行分析,并提出一种复合定位误差建模方法。首先对两端固定式丝杠进给系统的热误差机制进行分析,建立正弦函数误差表达式,利用有限元法提取丝杠表面温度并作为输入量代入到热误差模型中。利用切比雪夫多项式建立静态几何误差预测模型。将两模型叠加,得到复合定位误差模型。对精密加工中心直线轴进行检测实验,实验值与预测模型对比后发现预测精度达到85%以上,验证了复合误差模型具有较高的预测精度,为直线轴定位误差补偿提供了参考。     

立式加工中心主轴系统热变形试验及误差补偿

立式加工中心经过长时间的运行之后,主轴箱及主轴系统组成的单元会产生热变形,这影响到被加工零件轴向尺寸的加工精度。以VMC750立式加工中心为试验对象,测量主轴箱多点温度及主轴变形伸长量,确定主轴变形的主要原因,建立误差补偿模型,通过对立式加工中心加工过程中的热误差进行了实时补偿实验,结果表明：通过热变形补偿,主轴系统热变形实测为0.28～0.33 mm,其误差可减少75％左右,验证了该模型的有效性。     

一种成形砂轮磨齿机的几何误差建模与补偿研究

从成形砂轮磨齿机的磨削原理出发,分析了齿形误差和齿向误差与磨削过程的关系,进而提出将成形砂轮磨齿机分为两个部分,运用多体系统理论分别建立了其几何误差模型,并进行了简化。并针对秦川YK73200成形砂轮磨齿机,提出一种综合误差补偿方案。     

精密卧式加工中心主轴轴向热误差补偿方法

热误差是精密机床最主要的误差源之一。主轴是机床的关键部件,其热误差直接影响机床的加工精度。文章以某型号精密卧式加工中心主轴为对象,对其温度场和热变形进行了仿真分析。根据仿真结果发现主轴轴向热变形更严重,并结合机床结构确定温度传感器布置位置。在此基础上,对不同转速下主轴部分位置温度和轴向热误差进行现场测试。运用最小二乘法建立热误差补偿模型,直接结合机床FANUC数控系统实施主轴轴向热误差补偿。经实验验证,补偿后主轴轴向热误差减小了85%以上。     

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。