精密车削中心热误差测试和优化建模

研究目的在于通过热误差实时补偿来提高INDEX-G200车削中心的精度。介绍了热误差测试、采用分组方法进行温度变量选择、热误差建模等整个过程，分析结果显示该车削中心半径方向的热误差大约在18μm以内，比预计值要大。按照所述方法建模，具有较高的预测精度和鲁棒性。     

温度测点优化在机床主轴热误差建模中的应用

从理论和实验两个方面讨论了机床主轴温度场与热变形在动态特性上差异，证明了机床主轴上最佳温度测点的存在，并采用黄金分割法优化主轴最佳温度测点。     

机床温度测点布置技术与优化方法的研究

机床的热误差严重影响机床的加工精度,通过热误差补偿技术来减小热误差,从而提高机床的加工精度至关重要。温度测点的选择与优化是热误差补偿技术研究中的难点,本文综述了温度测点布置策略和优化方法,阐述了各方法的优缺点,并对温度测点优化技术的发展趋势进行了展望。     

基于加权灰关联分析的加工中心热误差测点分布优化研究

基于加权灰色关联分析理论提出加工中心热误差温度测点分布的选择优化建模方法.该方法首先给出加权灰关联模型,然后根据温度测点与热误差数据建立数据序列之间的灰色关联度矩阵,对温度测点按主要部件进行分类,从每一类中选择关联度相对大的测点作为关键温度测点,测点数量由16个减至5个.应用该方法建立加工中心热误差预测模型,结果表明建立的模型能够避免温度测点之间相互耦合的影响,模型精度与鲁棒性均得到较大提高.     

机床丝杠进给系统热误差测点优化及实验

针对丝杠进给系统热误差监测点多,且测点之间存在复共线性影响热误差建模精度的问题,提出了一种综合测点优化的方法.首先利用Pearson相关性分析筛选出相关性较高的点,其次利用灰色关联法求出各温度变量间的灰色关联度并由此建立模糊相似矩阵,再采用模糊聚类和F分布统计确定最优测点组合后,由偏相关性分析剔除弱相关变量并建立热误差...     

基于FCM自适应模糊聚类的温度测点优化

在数控机床热误差建模中,温度测点的选择与优化是一个难点。针对传统的FCM模糊聚类方法对数控机床温度测点优化需要人为事先确定聚类数目,提出了一种FCM自适应模糊聚类测点优化方法。该方法在FCM聚类算法的基础上,建立了聚类数自适应函数,并自动给出最佳聚类数。通过对一台立式铣床进行实验验证,结果表明:FCM自适应模糊聚类方法自动将机床的温度测点由13个减少到6个。结合多元回归分析,建立了关键测温点的热误差模型,所建立的热误差模型精度较高,热误差由50μm减小到10μm以下,验证了该方法的有效性。     

机床主轴温度测点的K-means优化及试验

针对机床热误差补偿技术中温度测点的优化选择,提出一种基于K-means算法和Pearson相关系数相结合的方法。通过K-means算法将不同位置测点的温度进行聚类,用Pearson相关系数计算温度与主轴热误差之间的相关性,从每一类别中选出一个最优测点组成最优测点组合,并对最优测点处的结果进行热误差建模。在立式加工中心VMC850E上对该方法进行了试验验证,将温度测点的数量由8个减少至2个。经方差分析和F检验,验证了最优测点处的温度与热变形之间显著线性,模型可靠。     

基于灰色关联和模糊聚类的机床温度测点优化

针对机床热误差补偿技术中温度测点优化选择的问题,提出采用基于灰色关联分析和模糊聚类分析相结合的方法对机床温度测点进行优化选择。采用灰色关联分析法计算温度变量与主轴热误差之间的相关系数,并据此优选温度变量,采用模糊聚类分析法对所选择的温度变量进行聚类,确定关键温度变量,结合关键温度变量建立热误差线性回归模型。在精密卧式加工中心MCH63上对该方法进行了试验验证,结果表明,温度测点的数量由29个减少到6个,机床轴向热误差由41.3μm减小到7.6μm。     

数控机床温度与热误差检测系统

数控机床热变形补偿模型研究和应用中须快速采集大量温度与热误差信号。针对温度和热差信号的特点开发了检测系统,此系统具有方便快速测量机床各部位温度和机床热误差的功能。     

基于误差来源的孔轴直线度检测的测点优化方法

针对测量间距的选择难以兼顾准确及效率的问题,提出一种基于误差来源的孔轴直线度检测的测点优化方法.分析实际零件的误差来源,得到零件表面形状的尺寸误差;根据误差来源和直线度公差的工程语义,构建零件表面形状的模拟函数;基于误差理论的原理,在模拟函数的基础上分析测量间距与误差评定值的关系,构建测点集精度函数;对于给定的公差和加...     

加工中心的软件误差补偿技术

文章基于多体系统运动学理论，根据数控机床实现精加工的必要充分条件推导出刀具路线、数控指令和刀具轨迹之间的关系，从逆运动学理论出发，提出了新的误差补偿思路。并针对北人集团的德国S-1500三轴立式龙门加工中心的生产实际，开展了大量的误差补偿实验。结果表明，运用作者提出的理论和方法，可使该机床的加工精度提高60%以上。     

一种五轴数控机床的综合误差建模与补偿

研究五轴数控机床的综合误差建模与补偿方法。系统地分析了机床几何误差与热误差,并提出了其新的分类方法和一种直观形象的杆、副误差矩阵描述方法,根据这种误差描述方法建立了五轴数控机床的综合误差模型,最后根据矩阵微分法建立了机床综合误差补偿模型。     

Thermal Error Measurement and Real Time Compensation System for the CNC Machine Tools Incorporating the Spindle Thermal Error and the Feed Axis Thermal Error

Thermally induced errors have been significant factors affecting machine tool accuracy. In this paper, the thermal spindle error and thermal feed axis error have been considered, and a measurement/compensation system for thermal error is introduced. Several modelling techniques for thermal errors are also implemented for the thermal error prediction; i.e. multiple linear regression, neural network, and the system identification methods, etc. The performances of the thermal error modelling techniques are evaluated and compared, showing that the system identification method is the optimum model having the least deviation. The thermal error model for the feed axis is composed of geometric terms and thermal terms. The volumetric errors are calculated, combining the spindle thermal error and feed axis thermal error. In order to compensate for the thermal error in real-time, the coordinates of the CNC controller are modified in the PMC program. After real-time compensation, the machine tool accuracy improved about 4–5 times. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: Dr H. J. Pahk, School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University, San 56–1, Shinlim-Dong, Kwanak-Ku, Seoul 151–742, Korea. E-mail: hjpahk@plaza.snu.ac.kr     

数控机床热变形误差研究及补偿应用

热变形误差是影响机床加工精度的重要因素之一,通过误差补偿的方法可以提高机床的加工精度。研究了通过实时补偿热变形误差提高数控机床加工精度的方法,阐述了热误差的基本原理,介绍了热误差的测量方法。采用模糊聚类的方法来布置测温点,利用多元线形回归方法建立了机床热变形与温升之间的数学模型。在PLC补偿系统的作用下,在加工过程中对XH718数控机床进行实时补偿。实验结果表明补偿效果很好。     

基于加工中心的在机测量系统

开发了利用加工中心和自行开发的测量软件实现的坐标测量系统。在加工中心主轴上安装触发式测头,利用加工中心的高精度行走机构,运行在机测量软件生成的测量主程序和典型几何特征的测量宏程序,对在机加工的工件进行坐标测量;测头接触工件时产生触发电信号,数控系统记录此时的机床三个坐标值作为测点数据,测量完成后将所有的测点数据传送回测量软件;利用编制好的算法对工件实现尺寸、形状和位置误差的计算与评价,使加工中心实现坐标测量机的功能。     

高速卧式加工中心床身结构模态优化设计研究

通过对高速卧式加工中心床身的结构、模态振型及振幅的分析,结合各参数在床身重要结合面处的灵敏度,设计了床身结构的综合优化方案。将优化后的模型再次导入ANSYS进行模态分析,并将工作台处及导轨处的最大振幅与优化前进行比较,结果表明,基于这种模态优化方法,床身工作台及导轨处最大振幅较优化前均明显减小。     

加工中心误差补偿方案技术研究

基于软件误差补偿方法，研究了各种补偿方案。文章采用修正NC数据实现误差补偿，设计了具有特殊表面的实验样件，在MAKINO FNC86-A加工中心上进行了误差补偿实验验证。对于所设计样件进行有补偿和无补偿情况下的加工，利用三坐标测量机对加工表面进行检测。实验结果表明，误差补偿之后，样件的加工精度提高了60％以上，验证了文章理论方法的正确性和可靠性。     

薄壁圆筒孔径测量误差分析

为给圆筒类零件的加工制造提供误差控制理论的支持,对当采用单激光传感器半接触式测量方式,测量圆筒工件内径时,而引入的影响测量误差因素进行了综合分析.针对在保证圆筒工件安装定位理想化条件下,将激光传感器在圆筒的任意位姿分解为偏心、倾斜和安装偏折几种误差影响因素.再运用数学几何方法将几种误差因素进行叠加,建立数学模型,并通过...