HMC1000卧式加工中心按IS0230—6标准检测和G代码补偿

回顾了国际标准ISO一230对数控机床验收的发展过程,介绍了IS0230—6数控机床对角线检测的方法。应用美国光动公司激光多普勒测量仪对数控机床进行3D体积位置误差测量,将检测误差输入数控机床进行G代码补偿,比较了补偿前、后的检测误差,以实例说明了补偿后明显提高了数控机床的整体精度。     

数控机床两种几何误差建模方法有效性试验研究

数控机床在制造行业中有着广泛的应用,数控机床精度对保证被加工零件质量起着关键作用,对机床平动轴几何误差进行补偿是进一步提升数控机床加工精度能力的重要手段。几何误差建模是几何误差补偿的基础,通常采用18项或21项几何误差建模方法,基于这两种建模方法,进行误差检测、辨识与补偿。但这两种建模方法对误差补偿的不同影响还没有系统的验证研究,根据验证结果指导采用更适宜的几何建模方法,对于改善误差补偿效果有着至关重要的意义。通过已经建立的数控机床的两种几何误差建模方法建模,开展了基于这两种误差模型的数控机床平动轴几何误差检测、辨识和补偿的仿真和试验研究,并对这两种误差补偿的有效性进行了系统性的分析比较。试验研究发现,18项几何误差建模方法能够精简地描述三轴数控机床的全几何误差项,21项几何误差建模方法则存在3项冗余角度误差项,造成精度预测模型的准确性降低。当通过建立精度预测模型进行机床空间误差补偿,试验研究发现采用18项几何误差建模方法的误差补偿效果优于采用21项几何误差建模方法的误差补偿效果,即18项几何误差建模方法更适用于三轴数控机床几何误差的软件补偿方法。该研究结论对于进一步提升数控机床加工精度的能力具有理论和实际的指导意义。     

复杂曲面零件加工精度的原位检测误差补偿方法

为提高复杂曲面零件的数控机床原位检测精度,分析影响接触式检测系统精度的各项因素及其误差补偿方法。对检测系统的主要误差来源如机床几何误差、测头预行程误差和测头半径误差进行分析研究。在对数控机床的几何误差进行分析和建模的基础上,采用激光干涉仪进行三轴数控机床的单项误差测量和补偿;针对测头检测过程中存在的预行程误差,提出基于径向基函数(Radial basis function, RBF)的预行程误差预测方法,获得测头预行程误差分布图,并对检测系统进行实时预行程误差的补偿;提出改进的三角网格模型顶点法矢计算方法,有效进行三维测头的半径补偿。通过实例零件的加工精度原位检测试验及其与三坐标测量机CMM检验结果的比较,验证了原位检测方法的有效性。     

基于深度学习的数控机床智能化研究进展

随着新一代人工智能技术的应用,数控机床迎来了新的发展机遇,正在向高精度、高效率、自动化和智能化的方向发展。在新技术中,深度学习因具有减少人为提取特征导致的特征不完备性和较好的迁移学习性,在数控机床的刀具状态检测、误差补偿、故障诊断等方面都有极其重要的作用。对深度学习的研究仍是数控机床智能化的基础,通过介绍深度学习中CNN、DNN、LSTM的结构原理,对深度学习拓展和改进方法在数控机床的误差补偿、故障诊断、刀具检测以及其他领域的应用进行了详细叙述,为未来智能机床的研究发展提供了理论参考。     

HMC1000卧式加工中心按ISO230-6标准检测和G代码补偿

回顾了国际标准ISO-230对数控机床验收的发展过程,介绍了ISO230-6数控机床对角线检测的方法。应用美国光动公司激光多普勒测量仪对数控机床进行3D体积位置误差测量,将检测误差输入数控机床进行G代码补偿,比较了补偿前、后的检测误差,以实例说明了补偿后明显提高了数控机床的整体精度。     

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。     

考虑温度变化的数控机床体积误差模型与检测

为提高不同温度下数控机床体积误差检测及建模精度，提出一种基于温升可重复的数控机床全温度范围体积热误差高精度检测方法，有效避免温度不匹配因素对分步体对角线测量体积热误差的影响；与常规热误差测量方法比较，基于温升可重复的分步体对角线测量方法可大幅提高体积热误差检测精度。阐明综合考虑刀具及主轴热变形的体积热误差综合数学模型建模机理，为误差检测、建模及补偿奠定基础。设计开发基于P89V51RD2单片机的误差检测及补偿平台，实验结果表明，补偿后体积热误差减小82.3%,大幅提高数控机床体积热误差检测及补偿精度。     

加工中心误差补偿技术方案的研究

本文通过分析国内外数控机床误差补偿存在的现状,从软件的误差补偿、几何及运动的误差补偿、在线检测误差补偿技术三个方面分析误差补偿。通过三个方面的分析和了解,进一步探究误差补偿的方法和内容。     

探究机械数控机床位置控制与误差补偿

对于数控机床来讲,具有较高智能性,然而在生产实践中部分数控机床,尤其在经济型机床方面,并不能够让人满意,比如插补程序以及参考点位置设置不足等。对此,本文阐述了数控机床的误差补偿必要性、介绍了数控机床的位置控制精度以及误差,介绍了机床位置的误差补偿,并比较了误差补偿应用情况,希望能够为相关单位与人员提供参考。     

基于激光干涉仪的数控机床几何误差检测与辨识

数控机床误差补偿技术通过设计和制造途径消除或减少数控机床可能的误差源,是提高数控机床加工精度的有效途径。其内容包括误差检测、误差建模和误差补偿。数控机床误差补偿效果好坏在很大程度上取决于误差综合数学模型建立的准确性。而误差元素模型是误差综合数学模型的基础。所以,误差补偿的首要任务是对数控机床误差元素进行准确检测。文中介绍了利用激光干涉仪检测和辨识数控机床几何误差的方法,建立了基于激光干涉仪的数控机床几何误差元素模型。     

使用激光跟踪仪确定数控机床空间位置关系

主要是确定两台机床之间的相互位置关系，目的是使用两台机床同时加工一个工件。首先使用激光跟踪仪对两台机床进行离散化测量，然后根据测量数据建立两台机床各自的坐标系，并确定两台机床之间的相互位置关系，最后计算了由于建立新坐标系导致的坐标误差。     

国产数控机床可靠性现状及其改善对策研究

数控机床已成为制造业和经济建设的基础装备.通过数据分析国产数控机床可靠性现状,剖析了国产数控机床可靠性偏低的原因,指出了系统可靠性设计、零部件选型、制造与装配工艺、机床使用与维护等是影响机床可靠性的主要因素.企业应在战略上重视可靠性,从设计源头上把握产品的可靠性,并注重故障数据的统计分析,这样才能实现数控机床的可靠性增长.     

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。     

滚齿机床热变形对加工精度的影响

滚刀与工件的相对位置是由工件与刀具的有关参数确定的。滚齿加工时，滚削热的作用造成机床的床身和立柱产生变形，进而使刀具与工件的相对位置和转角产生误差。刀具与工件间相对位置的变化，必然对加工的齿轮精度产生影响。掌握机床热误差对刀具与工件间的相对位置的影响规律，对于从硬件上改善机床设计，或从软件上利用数控补偿的方法减小加工误差，有着重要的理论和实际意义。     

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.     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

数控加工刀尖圆弧半径补偿原理及刀补指令使用技巧

根据数控加工高精度制造的需要,从刀具实际几何角度分析编程刀尖点与切削刃切削点不重合而产生加工误差的几种情况和原因,阐明根据数控系统的补偿原理减小这种误差的基本方法和G41,G42,G40指令的应用技巧,对优化编制数控加工程序、保证加工精度有积极作用.通过半径补偿能消除车削右端面、锥面及圆弧时发生少切或过切的现象.     

数控铣削内拐角加工精度优化研究

如何提高内拐角加工精度一直是数控加工中的难点。文中对影响数控铣削内拐角加工精度原因进行了分析,通过理论证明和实验验证,优化程序和调整参数,改变进给加(减)速变化,可达到提高内拐角加工精度和降低表面粗糙度的目的。     

Algorithm for detecting volumetric geometric accuracy of NC machine tool by laser tracker

Quick and accurate detecting the error of NC machine tool and performing the error compensation are important to improve the machining accuracy of NC machine tool.Currently,there are many methods for detecting the geometric accuracy of NC machine tool.However,these methods have deficiencies in detection efficiency and accuracy as well as in versatility.In the paper,a method with laser tracker based on the multi-station and time-sharing measurement principle is proposed,and this method can rapidly and accurately detect the geometric accuracy of NC machine tool.The machine tool is controlled to move in the preset path in a 3D space or 2D plane,and a laser tracker is used to measure the same motion trajectory of the machine tool successively at different base stations.The original algorithm for multi-station and time-sharing measurement is improved.The space coordinates of the measuring point obtained by the laser tracker are taken as parameter values,and the initial position of each base point can be determined.The redundant equation concerning the base point calibration can be established by the distance information of the laser tracker,and the position of each base point is further determined by solving the equation with least squares method,then the space coordinates of each measuring point can be calibrated.The singular matrix does not occur in calculation with the improved algorithm,which overcomes the limitations of the original algorithm,that the motion trajectory of machine tool is in a 3D space and there exits height difference between the base stations.Adopting the improved algorithm can expand the application of multi-station and time-sharing measurement,and can meet the quick and accurate detecting requirements for different types of NC machine tool.     

Application of ACO-BPN to thermal error modeling of NC machine tool

Thermal errors are the major contributor to the dimensional errors of a workpiece in precision machining. Error compensation technique is a cost-effective way to reduce thermal errors. Accurate modeling of errors is a prerequisite of error compensation. In this paper, four key temperature points of a NC machine tool were obtained based on clustering method. A thermal error model based on the four key temperature points was proposed by using ant colony algorithm-based back propagation neural network (ACO-BPN). The ACO-BPN method improves the prediction accuracy of thermal deformation in the NC machine tool. A thermal error compensation system was developed based on the proposed model, and which has been applied to the NC machine tool in daily production. The results show that the thermal drift in workpiece diameter has been reduced from 33 to 8 μm from its center of tolerance.