数控机床圆周插补运动径向误差的形成机理及补偿方法研究

数控机床圆周插补运动径向误差的形成机理及补偿方法研究本文研究了数控机床圆周插补运动径向误差的形成机理，以及误差的补偿方法。文中介绍了用数控机床圆周运动误差仪（ＤＢＢ装置）和圆度仪测出ＮＣ机床圆周插补运动的径向误差，并且对该误差进行计算机补偿。实验结果...     

基于G代码修改的数控机床几何误差补偿方法

为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可提高圆心位置精度的平面内圆弧插补补偿算法,且这2种补偿算法都可分别设定不同的插补精度。采用修改G代码方式实现补偿方法的通用性,在XZOY型三轴数控机床上开展了误差补偿实验,验证了其有效性。     

基于误差模型的三轴联动加工轨迹预补偿方法

为了减小由于进给系统动态特性造成的多轴联动加工轮廓误差,提出了一种基于轮廓误差模型的三轴联动加工轨迹预补偿方法。首先建立了关于轨迹曲率、加工速率及进给系统动态特性参数的轮廓误差模型;然后根据读取的插补数据,利用轮廓误差模型实时预测三轴联动加工过程中的轮廓误差补偿向量并对加工轨迹指令进行补偿;最后通过对圆、变曲率和螺旋线轨迹的MATLAB仿真和机床加工实验,证明该补偿方法将轮廓误差减小了85%以上,可显著提高数控机床加工精度。     

机械制造业数控机床几何误差自动控制

为了降低数控机床几何误差,提升加工精度,提出机械制造业数控机床几何误差自动控制方法。通过激光跟踪仪辨识机械制造业数控机床的几何误差,采用快速定位补偿算法与圆弧插补补偿算法相结合的方法补偿数控机床几何误差。利用计算机辅助制造软件生成刀位文件,依据刀位文件生成数控机床加工程序,通过补偿控制器生成数控机床各轴运动的控制指令,数控机床伺服系统接收控制指令后,自动控制数控机床各轴运动,以达到数控机床几何误差自动控制的目的。实验结果表明,采用该方法自动控制数控机床几何误差后,方向与角度的几何误差分别低于0.03 mm与0.1°,实际应用效果较好。     

神经网络在数控机床运动误差补偿中的应用

本文利用神经网络建立数控机床圆轨迹运动误差的数学模型，并用神经网络模型输出对数控机床圆轨迹运动误差进行补偿。     

切线法数控成形非球面机床的误差补偿

针对切线法数控成形非球面机床的速度插补原理,提出一种基于隐马尔科夫理论,结合阈值约束技术和统计学期望求值思想的误差前瞻补偿方法。在该方法的基础上建立了“切线法数控成形非球面机床”的误差补偿模型。实际应用和实验验证表明,该误差前瞻补偿方法可以有效解决数控机床的误差补偿问题,为数控系统及其他类似系统的速度插补提供了一种新的尝试。     

五轴线性插补中非线性误差补偿方法

以A-C双摆头五轴数控机床为研究对象,通过对机床的运动学求解,分析了五轴数控机床在加工过程中非线性误差产生机理并建立了非线性误差的数学模型。通过齐次坐标变换的方法,推导出计算加工过程中刀尖点实际位置的数学表达式以及其反计算公式。针对五轴数控机床的旋转轴运动所产生的非线性误差,提出了一种反求插补点的补偿方法。从五轴数控加工旋转中心位置插补算法角度考虑降低非线性误差的方法,通过理论刀尖点位置来反求旋转中心的插补的位置,使实际刀尖点更多地落在理论插补路径上。利用MATLAB进行实际数据的仿真验证,结果表明所提出方法能将非线性误差有效控制在加工允差内,可显著提高五轴数控系统的轨迹控制精度,可见本文所提出方法具有较好的可行性和实际应用价值。     

数控机床三维空间几何误差补偿方法

为了提高数控机床的加工精度,在系统分析数控机床几何误差常用补偿方法基础上,提出了基于数控系统插补数据的几何误差补偿方法,并将误差补偿功能集成于国产数控系统中,以提高国产数控系统的综合性能。通过实验与仿真结果表明,数控系统插补数据的几何误差补偿方案能显著提高数控机床的加工精度。     

二维球杆仪测量装置的研制

提出一种用于测量数控机床圆运动轨迹误差的新装置———二维球杆仪 ,讨论了该仪器的误差分析和补偿。理论分析和测量试验证明 ,该仪器不仅可以测量圆轨迹点的径向误差 ,而且可以测量角度误差。     

深度学习框架下数控机床运动误差溯因方法

为了快速准确地识别数控机床误差因素,提出了一种基于深度学习框架的运动误差智能溯因方法。首先,建立数控机床圆运动误差轨迹基准圆模型,生成理论样本解决深度学习大数据训练问题;然后,基于深度学习目标检测框架,提出数控机床运动误差溯因模型,构建深度卷积网络层自动提取圆运动轨迹特征,改进候选区域生成机制实现轨迹判别及区域生成;最后,模型的区域识别层准确识别误差轨迹类型,通过圆运动轨迹与误差源的映射关系实现对运动误差快速准确智能溯因。实验表明,本文方法可行且适应性好,识别溯源准确,正确率超过96%。     

STUDY ON THE FEEDFORWARD COMPENSATION OF THE MOTIONERRORS OF NC MACHINE TOOLS

ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＦＥＥＤＦＯＲＷＡＲＤＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＭＯＴＩＯＮＥＲＲＯＲＳＯＦＮＣＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬＳＹｕＷｅｎｈｕａ；ＷｕＺｈａｏｔｏｎｇ（ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ...     

NC机床运动误差的矢量分析法

提出了数控机床圆弧插补运动误差的矢量分析方法。可用双球规测量装置测得数控机床圆弧插补运动的综合误差。在分析运动误差与误差矢量关系的基础上以几种典型误差为例，从理论上提出了单一误差源数学模型的建立方法，给出了与单一误差源所对应的误差特征曲线。用这些数学模型和特征曲线可以诊断出数控机床圆弧插补误差产生的原因。     

切削载荷下数控机床误差分析及补偿方法研究

针对切削载荷对数控机床造成的动态误差,将在线检测和补偿技术应用到数控机床动态误差消除中。通过建立数控机床主轴系统的动力学模型,开展切削载荷下动态误差机理分析,建立了切削载荷跟动态误差之间的关系,提出了基于动态误差的非接触式在线检测和软件补偿方法。在该方法的基础上建立了基于在线检测的误差补偿系统,并利用该系统进行了动态误差检测和补偿的实验。研究结果表明,该补偿系统简单、可靠性高,有效地提高了机床的加工精度。     

Geometric error compensation software system for CNC machine tools based on NC program reconstructing

It has been proved that error compensation is an effective approach to improve machining accuracy of a machine tool cost efficiently. In this paper, the framework of an error compensation software system, which can realize software error compensation via numerical control (NC) programs reconstructing, is investigated. And the algorithms relating to error prediction are discussed in detail, such as positioning movement error compensation, linear interpolation movement, and circular interpolation movement error compensation. To realize the error compensation, NC program is reconstructed according to the predicted errors during virtual machining before it is fed to the actual machining. Two controlled machining experiments were carried out. The results show that error compensation methods via reconstructing NC programs can improve the movement accuracy of a computer numerical control CNC machine tool obviously.     

数控机床的运动精度诊断——评述与对策

评述了国内外有关数控机床运动精度测试、诊断与补偿方法的研究情况。在硬件方面分析比较了７种方法；在软件方面分析比较了日本垣野、韩国Ｓ．Ｗ．Ｈｏｎｇ、Ｈ．Ｋ．Ｐａｈｋ、中国台湾Ｊ．Ｍ．Ｌａｉ、浙江大学、天津大学等有关运动误差源建模与识别、多体法误差补偿技术等的研究。指出为提高数控机床的开动率和运行质量，必须走检测—诊断—补偿的途径，先把机床调整到最佳状态，使状态误差尽可能小后再去补偿。提出并介绍了名为“三圆（检测诊断控制）法”的对策。     

可配置型五坐标B样条插补控制器的研制

针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的五轴联动数控机床运动控制器。该控制器将控制任务按照实时性要求进行划分。人机交互、代码解析及参数映射关系构造等过程离线完成,插补运算、离散逻辑控制及逆运动学变换等过程由实时线程执行,保证了数控系统的硬实时性。为简化NC程序的编制过程,控制器设计为接收工件坐标系下的加工信息。通过开发适应各种形式数控机床的逆运动学变换模块,并将机床参数设计为可用户定制,使得控制器具有良好的通用性。在控制器内部建立NC程序文件中位置曲线和方位曲线间的参数映射关系,使得机床平动轴与转动轴间的运动规划符合实际加工要求,并可保证加工精度。实际加工实验中,在采用B样条插补算法的NC程序量降低为线性插补NC程序量15%倍时,其插补误差为线性插补误差的45%,控制器插补精度为0.68,表明该B样条插补控制器可以满足五坐标数控加工的要求。     

并联轴直线运动直线度的检测与误差补偿

通过采用Renishaw激光干涉仪检测混联机床并联轴直线运动的直线度误差,对直线度的干涉测量原理和方法进行深入探讨,提出一种并联轴直线运动直线度的干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法。分析干涉仪直线度评定方法和算法,做出并联轴直线运动直线度双向平均偏差特性曲线,建立直线度误差数学模型。利用最小二乘法拟合得到直线度均值误差补偿模型。对并联轴直线运动直线度进行补偿,达到了提高混联机床几何精度的目的。     

数控机床圆轨迹运动误差测试仪器和方法的研究

介绍一种新的可用于数控机床圆轨迹运动误差测试的二雏球杆仪。该二维球杆仪包括一根两端与精密小球相连的测量杆和一台高精度的旋转编码器，测量杆内置有可用于测量位移的高精度传感器，旋转编码器用来精确测量杆的转动角度。分析了测量仪器的误差，并进行了校正。试验表明，该仪器不仅可测量出机床圆周运动轨迹精度，用于机床的精度评价，还可以测出机床圆周运动任意指令位置的定位误差值，为进一步用于对圆轨迹的误差补偿打下基础。     

五轴数控机床几何误差建模方法研究

五轴数控机床是实现工件复杂表面精密加工的重要设备,而机床本身精度是保证加工精度的重要前提。以一台大型五轴数控加工机床为研究对象,分析各项误差,应用多体系统运动学理论,建立移动轴与旋转轴的几何误差数学模型,推导出刀具相对工件坐标系的位置与姿态误差表达式,为误差补偿提供精确数学模型,提高机床加工精度。