五轴联动数控机床旋转轴几何误差测量与分离方法

提出一种基于球杆仪的新颖、快速的五轴联动数控机床旋转轴几何误差测量与分离方法,它选择径向和轴向安装测试路径,采用单旋转袖运动或1个旋转轴和2个直线轴联动方式,进行圆度误差测试,给出了旋转轴几何误差与各测试路径的关联图谱.并深入研究了球杆仪虚拟安装偏心技术.简化了旋转轴误差与球杆仪测试值的数学关联模型,并对影响测试结果的因素进行分析,提出采用球杆仪二次测量方法,对直线轴径向耦合误差进行解耦,实现了旋转轴几何误差的辨识和精确测量.     

数控机床进给速度对圆度的影响测试与分析

对球杆仪的测试应用及研究现状进行了阐述,并介绍了球杆仪的测试原理。针对某型立式加工中心的X-Y平面进行了圆度误差测试,圆度测试在500 mm/min,1 000 mm/min,3 000 mm/min的进给速度下进行。给出了不同进给速度下的圆度图和圆度误差数据,得到了伺服轴的进给速度越大,圆度误差越大的结论。对球杆仪测试的圆度误差进行了误差分离,得到了不同进给速度下的误差数据及排序,并对各项误差的原因及影响进行了分析。     

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。     

基于球杆仪的卧式五坐标加工中心圆度误差诊断

对卧式五坐标加工中心进行XY、YZ和ZX三个平面的球杆仪测试,获得了机床在不同进给速度条件下的三个坐标平面的圆度误差。针对三个平面的圆度误差分布,分析了影响数控机床圆度的误差项,以及不同进给速度时的机床圆运动中心偏置、各个直线进给轴的实际螺距、设定进给速度与计算进给率的关系。最后,结合实例,分析各项误差的成因,给出具体测试结果的诊断信息和解决措施。     

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。     

数控机床误差的圆轨迹运动激光非接触测量新方法

对数控机床圆运动轨迹的测量是评价机床轮廓加工精度的有效方法之一。传统的测试设备如球杆仪很难实现在高进给速度下对小半径圆轨迹进行测量。本文介绍的利用激光多普勒位移测量仪可以在比较高的速度状态下、在半径从1mm到150mm范围内对数控机床的圆轨迹实现非接触测量，可获得数控机床的几何误差、反向间隙、伺服系统误差等，并能测得相应的圆半径、进给速度及加速度。本文主要论述采用这种新方法对数控机床伺服系统控制性能的优劣进行评价。     

基于球杆仪的五轴数控机床误差快速检测方法

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同一平面不同位置进行两次圆轨迹,辨识出4项平动轴关键线性误差;针对五轴机床的转台和摆动轴,设计基于球杆仪的多条空间测试轨迹,完整求解出旋转轴12项几何误差。实验结果显示,所提方法获得转角定位误差与激光干涉仪法最大误差为0.001 8°,利用检测结果进行机床空间误差补偿,测试轨迹偏差由16μm降至4μm,为补偿前的25%,验证了方法的有效性。提出的五轴机床几何误差检测方法方便、便捷,适用于工业现场。     

五轴数控机床旋转轴几何误差测量与建模

利用球杆仪对五轴数控机床旋转轴的几何误差进行了测量及建模。在测试中,五轴数控机床采用两个平动轴和一个旋转轴同步运动,球杆仪采用径向、切向和轴向三种测试路径,并在此基础上对其进行几何误差建模。     

检测数控机床运动误差的有效方法

本文介绍了一种对数控机床进行精度诊断和误差分离的新方法,实验中使用球杆仪对数控机床进行误差信号采集,通过对信号进行分析,可以得到数控机床的误差.     

五轴数控机床摆动轴几何误差的测量与辨识

提出一种基于球杆仪的摆动轴几何误差测量和辨识的新方法。通过圆弧测量轨迹测量球杆仪球心在回转工作台上3个安装位置的球心偏差,并利用齐次坐标变换理论建立其几何误差的辨识模型,分两步从球杆仪测量结果中辨识出4项轴线位置误差和6项运动误差。在转摆台式五轴数控机床上采用球杆仪进行实验验证,通过比较误差补偿前后球杆仪的测量值来验证辨识方法的有效性。     

考虑热误差的双转台机床工艺误差谱预测方法

五轴数控机床的几何误差和热误差是影响工件加工精度的两个重要因素,对这些误差因素进行分析可以有效提高薄壁件工件的加工精度。本文首先基于齐次坐标变换法,建立了双转台五轴数控机床的旋转轴几何误差模型;然后基于对标准球进行在机接触测量,辩识得出两旋转轴的12项几何误差,这些误差考虑了两旋转轴之间的相互影响和其热误差的影响;最后分析五轴数控机床加工空间的几何误差场,在该加工空间内几何误差从中心到外侧逐渐增加,当A轴旋转角度增加时,误差的最大值也随之增加。与其它位置误差辨识方法相比,本方法的测量精度符合加工要求,测量时间只需要30 min。     

五轴数控机床加工误差动态修正方法研究

为修正五轴数控机床加工误差,提高五轴数控机床加工质量,提出一种新的五轴数控机床加工误差动态修正方法.构建五轴数控机床加工误差计算模型,获取五轴数控机床加工的刀心方位、刀轴方位轮廓误差;锁定误差方位后,通过五轴数控机床误差的动态实时补偿方法,实现五轴数控机床加工误差动态修正.研究结果表明:所提方法可实现全方位、高效率的五...     

基于时间序列预测技术的数控机床轮廓误差实时补偿方法研究

分析了现有数控机床轮廓误差控制方法的优势与不足,提出了基于时间序列预测技术的轮廓误差实时补偿方法.基本思想是通过对伺服跟踪误差的实时检测与预报,动态控制插补过程,以有效消除由伺服跟踪误差引起的合成轨迹误差.仿真结果表明,文章提出的这种方法可以有效地减小数控机床轮廓误差.     

S形刃口球头铣刀加工的误差分析

文章探讨了研制S形球头铣刀的意义，在加工刀具的前刀面和后刀面的数学模型基础上，研究了误差数学模型，并探讨了工业实现的可行性机构，给出了相关的数学公式和加工数据，最后给出加工可行的各参数误差范围，得出结论用2轴可以实现在传统上用4轴数控机床才能加工的S形球头铣刀，并可以保证加工精度。     

Development and application of a system for evaluating the feed-drive errors on computer numerically controlled machine tools

This paper describes the development and application of a system for assessing the contouring characteristics of feed drives on computer numerically controlled (CNC) machine tools. The hardware comprises two linear digital displacement sensors mounted orthogonally on the work table of a CNC machine tool and operating against a precision cube, located in the spindle. Simultaneous movements of two machine axes are measured by the sensors, in conjunction with a microcomputer. Therefore, this system is capable of detecting the difference between a programmed and actual path. By using both circular and square corner programmed test paths, the system can evaluate servo-induced errors in machine tools. Application of the system to the X- and Y-axes of a machining center is undertaken, and results are shown for a range of contouring frequencies and gain settings of the axes. Comparative tests are also undertaken using a conventional double ball link bar, which is shown to be an inferior technique for characterizing the servoerrors.     

面向航空装配六自由度钻铣机的误差分析

介绍了面向航空连接装配的数控钻铣机设计及其误差相关技术研究。采用机器人学对数控钻铣机进行运动分析;通过分析四个移动轴滚珠丝杠误差得出移动轴坐标变换,并结合谐波减速器传动误差进行建模,最终得出六自由度的几何误差综合模型;利用该模型,对钻铣机整体进行精度分析,最终得到相关零件的制造精度及装配精度,对每个关节的公差进行优化分配,使得设计经济合理,减小加工制造成本,并为后期的误差补偿打好基础。     

A novel error compensation implementing strategy and realizing on Siemens 840D CNC systems

Error compensation implementing strategy of CNC machine tools is a key technique. Basing on handwheel offset function of CNC system, a novel error compensation implementing strategy were proposed, and an error compensator is developed to realize the error compensation implementing on machine tools with Siemens 840D CNC systems, which communicates with CNC system by the DRF offset function and substitutes for electronic handwheel of CNC system. The error compensator’s hardware and software systems, in which multithread technique was used to parallel run to avoid CPU’s long-playing employment by one task, were developed. Finally, to test the feasibility of the implementing strategy, an experiment was carried out to compensate geometric error of a heavy-duty CNC floor-typed boring and milling machine tool. Experimental results show that error synthetic compensation equipment developed in this paper can perfectly implement error compensation function.     

数控机床空间误差检测与补偿技术研究

研究了数控机床的空间误差检测原理,分析了激光矢量测量法的检测原理与误差模型。采用激光多普勒位移测量仪和激光矢量测量法对数控螺旋锥齿轮机床的空间误差进行了检测与补偿,并根据标准ISO 230-6评估了该数控机床的空间性能,实验结果表明,文中所研究的数控机床空间误差检测与补偿技术是切实可行的,能够在一定程度上较大地提高数控机床的空间运动精度,为进一步提高数控机床的加工精度奠定了基础。