一种主轴回转误差测量方法的研究

主轴回转误差是影响机床加工精度的重要因素,针对主轴回转误差的产生和测量方法进行分析和研究。在此基础上,采用了一种优化算法——线位移四点法矩阵算法对主轴回转误差进行分离,来代替传统傅里叶变换实现圆度误差分离。采用最小二乘法和圆图像误差值对分离后的主轴回转误差进行评定。对测量数据进行处理,得到的结果精度较高,可以对主轴回转误差实现有效分离。     

融合机床加工特性的主轴回转误差预测

针对机械制造装备主轴精度补偿问题,研究一种融合机床精度和加工参数的主轴回转精度预测方法。为获取主轴回转精度指标,研究基于多点测量的主轴实际回转位置测量方法,利用最小二乘法求解主轴端面跳动的最大圆、最小圆和最优圆,进一步得到端面圆度的极大误差和极小误差。建立BP神经网络模型,融合机床精度因素、加工精度因素获得输入指标,将极大误差、极小误差和其余实测指标作为输出指标,训练神经网络,获得网络权值。验证机床主轴回转预测精度,实验结果表明:已训练的网络预测偏差为0.5%。考虑机床本体精度和加工参数的误差预测结果可指导工程技术人员进行机床选型,根据不同加工要求选择最优加工方式,提高加工质量。     

基于多变量优化的机床主轴回转误差分离研究

为了适应机床主轴回转误差在线测量高精度、高效率的要求,在建立主轴回转误差与圆度误差分离数学模型,分析传统三点法误差分离方法中谐波抑制的影响,找到影响分离权函数零点个数的关键因素的基础上,利用多变量目标函数寻优法优化了主轴回转误差分离方法。结果表明,优化后的误差分离方法能有效克服谐波抑制,保证分离精度,能对在线测量数据进行系统性、流程化处理,具有鲁棒性好、稳定性强的优势。     

一种基于主轴动态创成规律的回转误差反求算法

对精密主轴回转误差与圆度误差动态创成规律进行深入研究,提出一种将主轴回转误差完全分离的解耦算法,详细介绍该算法的计算过程,并用具体实例进行了仿真,对计算结果进行分析。结果表明,采用所提出的方法能有效提高精密主轴回转误差的测试精度。     

液体静压主轴回转精度测试方法的研究

在分析现有主轴回转精度测试方法的基础上,研究了一种两点法主轴回转精度测试方法。该方法首先在主轴空载条件下,采用"标准球法"测得主轴回转误差,采用"垂直布置两点法"在主轴轴颈上定点采样,从采样数据中减去对应位置的主轴回转误差,得出主轴圆度误差;然后在主轴加工条件下,利用第一步中的"垂直布置两点法"在主轴上定点采样,从实时采样数据中减去第一步测得的主轴圆度误差,最终得出主轴加工条件下的动态回转误差。结果表明:提出的两点法主轴回转精度测试方法是有效可行的。     

面向切削力修正的机床主轴回转精度预测实验分析

为了提高机床控制精度,设计一种可以精确预测面向切削力修正的主轴回转精度分析方法。为验证回转精度预测准确性,建立一套不需要通过标准球实现的主轴回转精度分析系统,可以针对具体切削工况开展主轴回转精度测试。研究结果表明：随着进给速率和切削深度改变,形成了具有规律性的同步误差,切深受到同步误差因素的影响程度最大,而进给速度次之。受切削载荷影响,主轴回转精度显著改变,同步误差和切削载荷具有正相关关系。在变进给及变切宽条件下,测试结果与仿真结果相近, 最大误差为0.2 μm。设定切宽12 mm与进给速度1 200 mm/min时,分离得到的圆度误差与100 r/min空转时圆度误差相比相吻合。     

刀具回转型机床主轴径向误差运动的分析及其评定

刀具回转型机床主轴径向误差运动的分析及其评定烟台大学李宝丽，王晓东主题词：机床，主轴，误差运动机床主轴系统的回转误差运动对零件的加工精度和表面粗糙度有着直接的影响，因而，对其测量和评定方法的研究一直受到国内外的普遍重视。研究机床主轴回转误差运动的目的...     

某型数控机床主轴系统回转误差动态测试研究

高速主轴的回转误差运动直接影响到被加工零件的加工精度与产品的使用寿命。为了对数控机床的加工性能进行合理评价,分析了同步径向误差运动与工件圆度以及异步误差运动与工件表面粗糙度之间的关系,并采用美国Lion Precision公司开发的主轴误差分析仪对某型数控机床的主轴系统进行回转误差及漂移的测量,根据测量结果对所测主轴加工性能进行评价,为实际生产加工提供了参考。     

车削工况下激光测量径向跳动中非同频成分

机床主轴跳动是零件加工误差的主要来源之一,在加工状态下直接测量其参数的方法不多。针对车床跳动同频成分对加工圆度无影响的特征,研究了工况下的动态调测方法,设计一套现场精密调测装置,通过强磁吸合,并实时微动调节被加工件附带的标准芯棒,利用单点激光法测量其回转数据,获取理论回转跳动中心;设计V形滤波算法并去除疏失误差,获取机床的径向跳动中非同频成分。研究结果表明:该测试方法性能可靠,测量结果与被加工件圆度近似,切削用量与测量值正相关。     

精密主轴动态回转误差的实验研究

主轴系统的动态回转误差对精密机床的加工精度有重要影响,通过误差测试、查找误差源可进一步提高机床加工精度,同时为下一代的产品研发提供数据支持。对主轴回转误差的产生原因及不同形式回转误差对镗床各项加工性能的影响进行了讨论,采用可量化指标评定主轴动态回转误差。以某型号精密卧式坐标镗床主轴为实验测试对象,测试分析主轴系统的径向固定、旋转敏感度、轴向固定敏感度及倾斜敏感度等性能参数随转速的变化情况。结果表明:主轴的回转误差受转速的影响,在空载、高速运转状态下较明显,需根据实际零件加工精度需要,选择合适的加工速度。     

立式磨削工艺系统建模方法及仿真研究

为研究磨削行为和磨削误差,提出以立式磨削工艺系统为分析对象的误差分析模型。该模型由转台、工件、砂轮、主轴等零部件组成。分析转速比、工件初始圆度误差相位、磨削时间和主轴回转误差对磨削精度的影响规律。结果表明：该系统能预测磨削行为和磨削误差;当转速比为整数时,磨削精度随着转速比的增大而提高;当转速比不是整数时,变化情况更加复杂;工件初始圆度误差的相位对最终的加工圆度不会产生影响;随着磨削的进行,工件圆度误差开始降低得很快,随后降低趋势逐渐变缓;在主轴误差的组成频率中,3阶误差导致的圆度误差最大,2阶误差导致的圆度误差最小。     

微机辅助测试高精度主轴回转精度通过鉴定

用一般的测试方法对高精度主轴轴系的回转精度进行检测,其所得结果不可避免包括有主轴的加工误差和形状误差在内的综合性误差,无法获得单一的主轴运动误差,因此难于确定主轴的回转精度。随着科学技术的发展,特别是微型计算机的出现,为高精度主轴轴系回转精度的测试创造了条件。广州机床研究所第四研究室在研究机床高精度主轴轴系时首先遇到的问题就是如何正确地测试主轴的回转精     

超精密车床主轴回转误差影响因素研究

对超精密车床主轴回转误差测量过程中标准球的安装偏心和传感器的安装偏心对误差分离的影响进行了深入研究。详细分析了标准球和传感器安装偏心的产生过程和原理,并设计了可以精确调节标准球和传感器位置来调整偏心的装置,提出了一种简单可行的偏心消除方法,可将标准球的偏心降到0.9μm以下,传感器的偏心降到10μm以下。采用双向测量法对超精密车床主轴进行测量,并用多步法将测量数据中的圆度误差和回转误差进行分离,最后进行实验验证,为该方法提供实验依据。     

主轴回转精度的综合建模及仿真分析方法

机床主轴的回转精度是一项重要的精度指标,其影响因素多,作用规律复杂。根据主轴系统的结构特点,建立了一个主轴回转误差的综合模型,可以分析各项源误差对主轴回转精度的作用规律及叠加效应。以车床主轴为例,介绍了主轴回转误差的建模及分析方法,并通过软件编程实现了主轴回转中心轨迹的可视化。     

车削激励下主轴高精度轴心轨迹在线测试研究

数控机床主轴是机床上的一个重要部件,它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。主轴轴心的动态运动特性直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度,同时主轴的轴心轨迹作为机床主轴运行的重要图形征兆,能够形象、直观地反映机床设备综合性的误差状况。针对主轴轴心轨迹在线测试问题,搭建了适用于工业现场环境的在线测试系统。通过对友嘉FTC-20型数控车床进行测试,研究了主轴在空载、车削两种状态下轴心轨迹的变化,并对实验结果进行了分析。实验表明:该系统能够准确地分离主轴的圆度误差和主轴轴心轨迹,为后续进行机床主轴的故障评估及建立故障自动识别系统提供基础。     

基于垂直两点法的电主轴回转精度分析

应用垂直两点法设计测试系统，对电主轴回转精度进行动态测量。该系统主要由标准棒、高精度非接触式电涡流传感器组成。通过建立误差分离数学模型，对垂直两点法测量电主轴回转精度进行分析，利用垂直两点法分离误差方法对实验数据进行处理，得到电主轴在不同转速下的回转精度，研究表明电主轴转速在10000 r/min以上时回转误差较小并趋于稳定，找出影响电主轴回转精度的因素并进行了归纳。对电主轴回转精度在线监测和转速控制提供了重要的理论、实验依据。     

基于改进的FCM聚类算法对温度测点的优化和建模

在分析了国内外热误差建模方法的基础上,提出了一种基于改进的模糊C均值聚类算法,从而基于多元线性回归理论建立教学型复合机床主轴热误差模型。使用温度传感器对机床主轴不同位置进行温度测量,并采用改进的模糊C均值聚类法对所测量数据进行分组,筛选出每组的最优温度值进行迭代。采用优选出的温度数据,采用多元线性回归建模法对机床主轴热误差进行预测建模。通过实验验证多元线性回归理论创建的预测建模分析可得:补偿后,教学型复合机床的主轴Y、Z方向受温度影响的热误差降低到了5.4μm以内,通过对改进的模糊C均值聚类法和多元线性回归模型相结合,使机床主轴在Y、Z方向误差有所降低,能更好的预测主轴热误差,从而提高机床加工精度。     

基于遗传算法的主轴回转误差评价方法

针对主轴回转误差评价问题,提出了基于遗传算法的主轴回转误差评价方法.建立了基于遗传算法的最小包络圆法误差计算模型.通过研究精密主轴回转误差特征,利用遗传算法与最小包络圆评价方法,获得了基于遗传算法的主轴回转误差评价方法,并在精密磨齿机主轴上进行实验验证与应用.结果表明,基于遗传算法的最小包络圆主轴回转误差评价方法具有良好的评价效果.     

机床主轴回转误差数字测量法及其LabVIEW仿真

提出了一种计算机控制的机床主轴回转误差的数字测虽法。该法采用数字滤波方法消除基准球的安装偏心分量,利用算法产生基圆,其数据处理简单;应用高效率的罔形化编程语言LabVIEW,对该方法的数据处理过程进行了仿真。实验表明：该数字测量法操作方便,性能稳定。     

圆度误差评定的研究与展望

阐述了圆度误差的定义,介绍了圆度误差的测量现状,研究了各种测量方法和算法的优缺点,探讨了圆度测量系统的误差分离技术,为进一步研究圆度误差的测量与评定提供了一定的依据.