数显技术讲座：第八讲 数显测量系统的误差分析和误差补偿

数显机床的位置检测系统经常用感应同步器、光栅和磁尺等检测元件,这些检测元件及其系统由于设计、制造等因素,不仅自身存在着误差,而且由于安装和调试的原因还会使机床的定位误差进一步扩大。对于精密机床来说,一般还需要采用误差补偿技术才能使机床定位精度满足加工要求。下面我们就对数显机床的位置检测系统的误差及其补偿技术作一介绍。一、误差分析     

超精密机床激光干涉测量系统误差分析及补偿

详细分析了超精密机床加工中,激光测量系统误差组成及其产生机理,给出了有效的修正和补偿手段.影响激光测量系统精度和重复精度的主要误差因素可分为3类：内部误差、环境误差和安装误差.通过实例分析精密机床四轴激光测量系统,设计出了四轴激光测量光路,实现超精密工作台的X、Y、Rz三自由度位置反馈,给出了影响测量精度的误差因素以及对系统精度的影响大小.     

用微计算机辅助误差修正,提高机床和仪器定位精度

机床定位误差一般由系统定位误差和重复定位误差组成。影响机床定位误差的主要因素是机床的测量系统、伺服系统、滑板进给系统以及机床部件相互几何关系等。以不显著增加机床和仪器成本,大幅度提高机床和仪器定位精度为目标,本文介绍了利用微     

微V槽机床基于热平衡维系条件误差建模的研究

在数控加工中,加工误差直接关系到产品的质量,对其建模的研究显得十分重要。动态误差特别是热误差的精密建模显得困难重重,却一直是相关研究的重点。文章讲述工作中的微V槽超精密机床会经历升温、热平衡和降温3个阶段,并探究维系热平衡所需的条件;发现微V槽超精密机床在空间同一位置处产生的加工误差的主要成分是热误差,基于热平衡维系条件该误差的变化过程是一个欠阻尼二阶系统的阶跃响应。因此,基于热平衡维系条件,对加工误差的精密建模进行研究会显得事半功倍。     

基于敏感度分析的机床关键性几何误差源识别方法

零部件几何误差耦合而成的机床空间误差是影响其加工精度的主要原因,如何确定各零部件几何误差对加工精度的影响程度从而经济合理地分配机床零部件的几何精度是目前机床设计所面临的一个难题。基于多体系统理论,在敏感度分析的基础上提出一种识别关键性几何误差源参数的新方法。以一台四轴精密卧式加工中心为例,基于多体系统理论构建加工中心的精度模型,并利用矩阵微分法建立四轴数控机床误差敏感度分析的数学模型,通过计算与分析误差敏感度系数,最终识别出影响机床加工精度的关键性几何误差。计算和试验分析表明,该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的主要零部件几何误差因素,从而为合理经济地提高机床的精度提供重要的理论依据。     

机床主轴热管冷却系统的原理和设计

前言随着机床向高精度及数控方向的发展,对减小加工误差提出了越来越高的要求.影响机床加工误差的因素很多,如主轴系统、进给系统的热变形,刀具的压具的精度及磨损等等.其中最主要的因素是主轴系统的热变形.特别是近年来,为了实现高效率加工,要求提高机床的开动率,重切削及高速切削,从而使机床主轴系统的发热更为严重,导致加工精度恶化.因此,在精密加工中,特别是在数控机床上,防止机床主轴系统热变形已成为当前最重要的研究课题.     

数控立式加工中心主轴热变形实验测试与分析

在精密切削加工技术领域,机床发热变形是影响加工精度的主要因素。设计Labview数据采集软件以及Matlab数据分析软件;对某数控立式加工中心主轴热变形进行测试实验;分析影响主轴热变形的主要因素,即主轴转速、主轴温度对机床主轴热变形的影响;应用人工神经网络技术对热变形进行非线性建模;为精密机床热误差补偿提供技术支撑。     

热误差补偿功能在机床领域的应用

随着机床零部件的精度越来越高以及数控系统控制的高速发展,使得几何误差对机床整体的精度影响越来越小。而现代加工机床的加工特点,长时间的处于高速切削和快速进给的状态下连续运转,由于机床运动部件产生摩擦热、切削热以及外部热源等会引起系统的热变形,造成机床床身和主轴丝杠等主要部件的快速升温,且受热不均匀,产生由于温度的变化导致的精度误差,在精密及超精密加工中,热误差的影响非常严重,占机床总误差的40%~70%。通过热误差补偿功能,在不改变机床结构的前提下,能大大提高机床的加工精度和稳定性。     

机床丝杠副传动误差的分析计算及校正方法

丝杠副的传动误差对螺纹磨床,用丝杠定位的座标镗床,精密丝杠车床,长刻线机等精密机床的加工精度有密切关系。摸清丝杠副传动误差的组成、产生原因、螺母对丝杠误差的补偿作用,明确计算方法,找到改善途径,是研究以丝杠定位的精密机床时值得重视的一个问题。为了直观,本文在研究丝杠副各项误差时均按丝杠螺母相啮合的螺旋面展开,其传动运动看成是展开面的相对运动。并以表格形式阐述如下:机床丝杠副传动误差的分析计算及校正方法@狄锦如$宁江机床厂     

精密机床几何误差补偿技术及应用

误差补偿技术是提高精密机床精度的有效途径,本文研究了影响精密机床精度的主要因素,重点分析了几何运动误差及热误差源的检测、建模和实时补偿技术。     

略论用微机补偿法提高机床加工精度

一、两个不同观点 随着新学科技术的发展,目前出现了不少尖端产品。这些产品中,有些精密零件往往用普通机床和一般方法是难以加工出来的。如何采取措施来提高机床加工精度,有两个观点: (一)分析产生加工误差的各种原因,采取相应措施来消灭或减小其影响。实际上,影响精度的主要因素往往只有少数几个,如机床本身的精度、工艺系统的热变形和弹性变形等;如千方百计提高机床本身精度,采取各种恒温技术和提高工艺系统刚度等措施来解决。这些办法通常称之谓“硬技术”。 (二)采取补偿法,即根据加工工件误差来进行实时补偿。此法可不管误差的根源是…     

减小主轴轴向跳动的措施

在一些精密机床中,如螺纹和齿轮加工机床等,其主轴、丝杠的轴向跳动对加工精度有很大影响,它将产生螺旋线误差。产生轴向跳动的主要因素是(以滑动轴承为例);主轴轴向承载面和箱体孔轴向承载端面对主轴回转中心线的垂直度误差所引起的,并使主轴发生弯曲变形所引起主轴偏摆。其次还有轴颈和轴承圆锥面加工误差。     

五坐标机床误差因素全局灵敏度分析方法研究

国产五坐标机床的加工精度和加工性能是目前机床制造厂商面临的重要难题,零部件几何误差是造成机床加工误差的关键因素之一。首先,利用多体系统运动学理论对机床结构进行抽象描述,推导机床精密加工约束方程及加工误差模型。其次,将基于方差的全局灵敏度分析法引入机床误差分析中,通过蒙特卡洛采样法模拟各项几何误差取值过程,计算各输入变量的灵敏度指标。利用Matlab编写软件,以北一机床XHAV2430×80龙门加工中心的加工误差模型为例进行灵敏度分析,计算影响加工误差的各项机床几何误差源参数的灵敏度指标。最后根据计算结果,获得影响机床加工误差的关键因素。对计算结果进行验证,证明了结果的正确性,为机床加工误差溯源提供重要理论依据。     

超精密磨床主轴部件热特性的有限元分析

加工中机床热误差是影响机床加工精度稳定性的关键因素,对其进行准确的分析至关重要。文章运用ANSYS软件建立超精密磨床主轴部件的有限元模型,分析主轴热源及初始条件,边界条件,通过计算得到磨床主轴的温度场、热应力及热变形量。分析结果说明了热误差为超精密磨削的主要误差,为后期加工和试验分析提供了参考依据。     

第四讲 机床热变形(上)

一、机床热变形及其研究概况 生产过程自动化和精密加工的迅速发展,对金属切削机床的加工精度和精度稳定性提出了越来越高的要求,而加工精度主要取决于机床的两个性能:即机床的静态-动态力学特性和热学特性。据英国伯明翰(Birminghan)大学J.Peklenik教授的调查,在精密加工中,由于热变形引起的制造误差约占总制造误差的40～70%[1]。热变形不仅严重地降低了机床的加工精度,而且影响了机床的生产效率。这是因为,为了避免热变形所进行的机床予热或调整,常常要花费很多时间。有时,由于机床局部(如主轴轴承、液压系统)的急剧温升,甚至使机床无法…     

高速精密机床系统动力学的研究进展

机床的动力学特性对机床的加工质量和加工效率具有直接影响,进行机床动态特性分析和结构优化设计对于保障高速精密机床的品质和性能尤为重要.系统介绍了高速精密机床系统动力学的定义和主要研究内容,从机床结构系统、机床加工系统和机床传动系统三方面对国内外机床技术的研究进展进行了全面评述,指出了高速精密机床动力学未来的研究热点和发展趋势.     

用经纬仪作精密圆周角度测量(滚齿机分度蜗轮测量)

精密的圆周角度测量是一种困难的工作,如光学分度头的校对,在不拆卸机床任何零件下测量滚齿机内分度蜗轮的周节和累积误差,以及加工一些原始分度工具的检查(如原始蜗轮加工时和分度盘加工时的测定)等。这里介绍一种新的极其精密的测量方法。 今将用经纬仪作精密圆周角度测量,以滚齿机分度蜗轮测量为例说明。 我厂加工精密分度蜗轮(要求高于Ⅰ级精度)时,一直不能达到技术要求。主要因素是机床的分度蜗轮的周节及其累积误差所决定的,因之测量滚齿机蜗轮的周节及其累积误差,就可以确定是否能达到所加工蜗轮的精度。 我厂所用的经纬仪是端士维尔…     

基于高精度运动平台的误差模型构建与分析

机床误差补偿技术是提高机床精度的一种有效的方法。设计了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计,完成了平台搭建工作,根据三维大行程运动平台的几何特性,分析了机床存在的空间定位误差,运用齐次矩阵变换,完成了三维微细电火花加工运动平台的误差补偿理论分析,建立了相应的误差模型。计算机软、硬件技术的发展,误差补偿技术因其性价比高、可靠性好日益受到重视,通过合理的补偿,可使被加工零件的精度得到甚至超过数控加工机床本身的精度。     

基于灰色系统理论的GM2000A数控机床热误差的智能补偿方式及应用

众所周知对于超精密机床而言,热误差是影响数控机床加工精度的重要因素之一,可达机床加工精度总误差的70%。因此减少热误差对数控机床的影响至关重要。要提高加工精度,减少热误差,就必须对其进行有效的补偿。以GM2000A龙门加工中心为对象介绍了热误差的测量方法,采用灰色系统理论中的灰色关联分析法建立测温点和热误差之间的相关程度达到优化测温点的目的,使输入数据更趋于合理。最后用BP神经网络建立温升和机床热误差之间的数学模型,MATLAB仿真实验结果表明了补偿效果的可行性。     

《精密加工技术实用手册》王先逵 主编／2001

精密加工和超精密加工技术是先进制造技术的基础和关键，是一个国家制造工业水平的重要标志之一。本书分4篇共14章，内容包括总论、精密加工常用材料、超精密车削、精密和超精密磨削、光整加工、超精密加工机床、精密特种加工及微细加工、微型机械与微型机电系统、精密测量及微尺寸测量技术、微位移技术、误差的在线检测与补偿技术、精密和超精密加工的支持环境及精密基础件加工等。