积极控制车削加工质量方法的研究

分析了超声振动切削刀具的振动特征，讨论了实现刀具谐振的电路匹配的问题，同时分析误差补偿方法的特点及误差补偿执行机构的动静态特性。提出了以超声振动切削和误差补偿技术为基础的提高车削质量的积极控制方法，实验证实了方法能全面地提高加工件的加工质量。     

车削精度主动控制系统与动态模型的研究

本文分析了以压电陶瓷作为驱动元件的振动切削刀具的振动特性和实现刀具谐振切削的电路匹配,分析了主轴误差补偿方法的特点,提出以振动切削和误差补偿为基础的提高车削加工精度的主动控制系统,并建立了该系统的动态模型,推导其频率响应函数,实验证实了该方法能全面地提高工件的加工质量。     

实用化振动切削技术——总论

振动切削技术历经半个世纪的发展，逐步揭示了振动切削的机理，形成了振动切削理论体系。同时，在大量工艺试验研究的基础上，得到了大量的工艺效果并研制出了各种振动切削装备，逐步使振动切削技术走向实用化。     

五轴数控机床几何误差的建模与补偿技术

实时误差补偿技术是近代机床技术的研究重点,多轴数控机床的误差补偿问题有很高的难度和研究价值。本文提出了基于多体系统的五轴数控机床几何误差建模技术,研究了误差补偿的关键,即表示几何误差的参数,同时为了评估建模的好坏,研究了基于多体系统的切削工件过程仿真。     

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。     

镗削加工误差的建模及预报补偿技术

文章介绍了镗削加工误差的在线建模和预报补偿控制方法，微量镗杆设计成双杆结构形式，便于误差的在线检测和补偿。用时间序列分析方法对镗削加工误差进行了分析和建模，建立了相应的AR误差模型，对AR模型的预报方法进行了分析，并得到了镗削加工误差的预报补偿控制模型。用切削实验的方法对所建立的模型进行了验证，实验结果表明误差预报补偿方法能有效提高镗削加工精度。     

用现代误差补偿技术改造外圆磨床

1引言传统的误差补偿技术采用机械式固定补偿，即在机床上安装校正尺或补偿机构，人为地制造一种新的误差来补偿或抵消加工过程中的原有误差，这种补偿技术有很大的局限性。现代误差补偿技术采用计算机控制，利用监测装置在线监测加工过程，依据建立的误差模型，并参考实际切削过程，求得误差值，输出补偿控制量，驱动补偿执行机构在补偿点进行补偿，以保障加工精度。我们运用该技术对M1420外圆磨床进行了改造，取得了很好的效果。2磨床改造的系统设计该磨床除了对砂轮进给系统作了改造以外，其余结构均不动。整个装置由驱动机构、控制器和…     

齿轮重复加工中的相位误差补偿技术研究

针对齿轮重复加工中由于误差引起齿轮轮廓精度难以保证的问题,对影响齿轮重复加工的跟踪误差、耦合误差等因素进行了研究。结合齿轮重复加工的应用需求,对耦合误差的构成和耦合误差对轮廓精度的决定性影响,及相关误差补偿方法进行了分析,提出了通过实时相位误差反馈来对耦合误差进行实时补偿的齿轮加工控制系统模型;开发了一种新的相位误差动态闭环补偿技术;利用齿轮加工系统试验平台,对相位误差动态补偿技术的有效性进行了测试;通过MATLAB数据仿真和实际工件切削,对采用相位误差补偿技术前后的相位误差变化进行了比较与分析。研究结果表明:该相位误差动态闭环补偿技术能有效地减少耦合联动轴的相位误差,相位误差下降达99%,明显提高了齿轮重复加工的精度;同时,该技术满足实时性要求,适合实际工程的应用。     

细长轴车削用量优化与加工变形误差补偿技术的研究

为了有效克服细长轴类零件车削加工变形对其加工精度的影响，尽可能地提高切削效率，文中讨论了两种方案：（1）根据加工精度要求和车削力大小信息，确定切削速度、进给率和切削深度的优化组合选取范围，使得工件变形大小不超过允许的极限值，从而满足加工精度要求；（2）尽可能选择较大的切削用量，并根据工件刀触点处变形量的大小预修正原始数控编程刀位，进行误差补偿。车削实例表明运用误差补偿技术能够实现柔性轴类零件的高效精密车削加工。     

超声波椭圆振动切削技术

主要阐述了超声波椭圆振动切削原理和刀具椭圆振动系统;分析了超声波椭圆振动切削运动特性;介绍了超声波椭圆振动切削的实际切削效果。最后,对超声波椭圆振动切削技术进行了展望。     

基于单片机的三坐标数控机床误差补偿器的研究

针对软件误差补偿技术在工业领域难以获得普遍应用的问题,提出采用误差补偿器取代原来的PC机,实现误差补偿.详细阐述误差补偿技术涉及的多体系统运动学理论,以及利用单片机(SCM)实现软件误差补偿的技术可行性和实现的主体思路.该方案对误差补偿技术的应用具有重大的理论价值和实际意义.     

三坐标数控机床通用几何误差补偿技术网络化应用的研究

将误差补偿与计算机网络结合起来，主要研究了误差补偿算法的网络化应用，使广大制造企业可以直接通过Internet获取误差补偿服务以提高数控机床的加工精度。误差补偿网络化应用系统采用B／S模式和三层体系结构，Web服务器负责与用户的交互，应用程序服务器负责误差补偿算法的执行，数据库服务器负责数据的存储。实验表明，基于网络的三坐标数控机床误差补偿网络化应用软件运行稳定，达到了预期的效果。     

基于数控系统底层通信的实时误差补偿及应用

为提高数控机床加工精度,设计开发基于CNC底层通信的实时误差补偿功能模块,该模块通过GSK-Link网络通信协议与CNC底层进行数据交互。实时补偿过程为：通过温度采集模块和数据通信模块实时采集机床温度及各坐标轴坐标,误差补偿器计算误差补偿值并将计算结果直接送往CNC实时误差补偿功能模块,以实现机床误差实时补偿。该补偿过程的最大优点是实时补偿器与CNC底层直接通信,而不是目前国际上惯用的先通过PLC再与CNC底层通信的方式,因此实时补偿的速度和效率更高,补偿效果更好。GSK 25i数控系统的实时补偿结果表明,实时误差补偿可有效提高机床精度,最大可提高91.7%。     

基于微滴喷射的3DP工艺中渗透误差补偿算法

在微滴喷射3DP工艺中,由于粘结剂渗透引起的误差是影响打印模型精度的主要因素之一,为了得到高精度的打印模型,减小渗透误差的影响,需要对渗透误差进行补偿。因此,针对微滴喷射工艺渗透误差提出了一种补偿算法,将渗透误差分解成为Z方向以及XY方向的两个分量后,依次对它们进行补偿。采用基于点偏移的补偿方法对Z方向渗透误差分量进行补偿,保证了STL模型补偿前后的完整性,简化了计算模型,实现了Z方向误差的补偿。然后采用基于分层平面偏移的分层补偿方法对XY方向渗透误差分量进行补偿,在分层过程中依据STL模型每个层面上三角面片角度特征进行相对应的分层平面偏移的补偿计算,实现了STL模型XY方向渗透误差分量的补偿。经过试验验证：通过先后对设计样件进行Z方向渗透误差分量补偿与XY方向渗透误差分量补偿计算,实现了对STL模型的渗透误差补偿功能。补偿后的尺寸误差以及圆度误差明显减少,综合补偿后打印样件尺寸更加接近设计尺寸,使其精度得到了提升。     

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.     

数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿

为提高数控机床的精度,提出一种数控机床的几何与热的复合误差综合建模方法。通过分析机床在不同温度状态下的误差数据,得到机床误差分布规律;根据几何误差和热误差的不同特性进行误差分离,采用多项式拟合与线性拟合方法建立机床几何误差与热误差的综合数学模型;利用数控(Computer numerical control,CNC)系统的外部机床坐标系偏置功能,应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿。该误差补偿方法综合考虑机床几何误差及其在机床不同温度下的变化,全面分析整个温升过程直至热稳态的误差及其变化规律。经检测认证表明,应用该误差补偿方法及其实时补偿系统可使机床在常温下的定位误差由44.1μm降低到3.6μm,补偿91.8%;温升之后的定位误差由26.0μm降低到5.1μm,补偿80.4%,大幅度提高机床的精度。     

符合阿贝原则的数控机床几何误差建模

为提高现有数控机床空间误差分析方法的准确度,本文基于阿贝原则对齐次转换矩阵(HTM)几何误差补偿模型进行优化。首先,推导出XYFZ型三轴机床适用的HTM几何误差补偿模型并给出模型正确使用的前提条件;然后,基于阿贝原则分析了三轴机床的空间误差传递机理,指出阿贝误差对机床定位精度的影响,给出理论计算公式并在机床运动轴上进行实验验证;最后,基于阿贝原则和布莱恩原则对现有的HTM几何误差补偿模型进行优化,采用该模型拟合体对角线空间误差,并与实测机床体对角线误差进行对比验证。现有HTM几何补偿模型可将机床空间误差由41.15μm补偿至16.37μm,补偿率为60.22%;优化后的补偿模型可将机床空间误差补偿至5.32μm,补偿率为87.07%,提高了26.85%。实验结果表明,优化后的补偿模型更加合理,进一步改善了空间误差的补偿精度。     

一种新的数控机床热误差实时补偿方法

根据数控机床加工热误差,首先,利用粗集理论方法,分析各变量与热误差之间的相关性,选择出机床热误差补偿的重要特征参数。然后提出一种动态反馈网络建立数控机床加工热误差补偿模型,新的数控机床热误差实时补偿方法具有补偿误差精度高,网络学习收敛速度快,误差补偿实时性好等特点。仿真实验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

基于后验误差拟合的角位移测量误差补偿

在航天、军事、工业这些对器件的体积有着严格要求的领域,光电编码器不仅要求减小外径尺寸和重量,更要提高其测量精度。本文以光电编码器误差补偿方法为研究对象,基于后验误差拟合方法确定误差模型参数,从而实现对小型光电编码器的深度误差补偿。分析了影响光电编码器测角误差的主要因素,建立了长周期误差和短周期误差模型。然后,采用后验误差拟合算法实现了对误差模型参数的确定,提出误差补偿算法;最后,对某一小型光电编码器进行实验,验证了所提出误差补偿算法的性能。某型号光电编码器补偿前的精度为22.48″,补偿后的精度为5.82″。实验表明,采用后验误差补偿方法可以不考虑误差影响因素的大小,直接对编码器进行误差补偿,具有效率高、补偿准确等优点,极大地提高了批量生产时光电编码器产品的精度。     

数控机床螺距误差补偿技术研究

分析了数控机床螺距误差的产生原因和误差补偿原理,介绍了SINUMERIK802S/C系统数控机床螺距误差的等间距补偿方法和基于激光干涉仪的动态补偿方法,并给出了误差补偿实例。