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。     

五轴头回转中心的几何误差检测与补偿

以SIEMENS大圆插补原理为基础,设计了五轴头回转中心不重合几何误差检测方法,详细解析了误差补偿原理及算法,并利用补偿值修正数控系统结构数据.将此方法应用于沈阳机床集团某型五轴加工中心的五轴头回转中心不重合几何误差检测与补偿,效果良好.     

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。     

带摆角头五轴数控机床几何误差建模及补偿方法研究

研究带摆角头五轴数控机床几何误差建模方法及误差补偿技术.基于多体系统运动学理论,阐述带摆角头五轴数控机床的拓扑结构及其低序体阵列,建了五轴差模型.根据该误差模型研究了带摆角头五轴数控机床的几何误差软件补偿计算方法,分别建立理想条件与实际条件下刀具路线、数控指令及刀具轨迹三者间的相互映射关系,给出数控指令修正值的具体算法及迭代计算求解终止判别条件,通过该方法可获得修正后的数控指令,从而解决软件误差补偿的关键问题该补偿方法直接、简明,具有很好的通用性.     

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。     

双轴转台精度检测与研究

双轴转台为加工中心和数控铣床提供了回转坐标,通过双轴数控转台的等分回转、不等分回转、连续的回转,实现了数控机床复杂曲面精密加工,扩大了数控机床的加工范围。针对双轴转台应用于五轴数控加工中心目前ISO认证中没有规定其几何精度和运行精度检验方法。通过变换矩阵建立双轴转台误差模型,分离出双轴转台运动误差,采用实验方法,改变双轴转台试验装置运动参数,对分离出的双轴转台进行精度检测。针对五轴数控加工中心用双轴转台几何精度和运行精度检验,提出了一种有效的双轴转台误差测量与分析方法。     

四轴数控机床误差综合建模原理及分析

详细分析了机床运动副的误差运动，利用基于齐次坐标变换的方法分析并给出了一台既包含移动副又包含转动副的四轴数控机床的误差综合数学模型，此模型中不仅包含了机床的几何误差且包含了热误差共计46个误差元素。本数学模型的建立方法可为其它类型的四轴及各种五轴数控机床的误差综合建模分析及误差补偿提供参考。     

五轴联动机床的主轴热误差补偿

针对某型五轴联动数控机床,给出了温升所导致的主轴热伸长表达式以及各运动轴热误差补偿量与热误差量之间所满足的关系式。描述了利用差动式电容位移传感器测量热误差的方法,阐述了加工时热误差的补偿实现方案。     

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。     

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。     

A/C轴双轴转台几何误差检测与补偿技术研究

A/C轴双轴转台是中、小规格五轴联动加工中心的核心功能部件。分析了A轴、C轴与工作台台面之间的五项几何误差,利用激光干涉仪与RX10回转基准分度器对A轴、C轴的分度误差进行检测与补偿,利用五轴数控系统对A轴轴线与C轴轴线之间的位置误差、A轴轴线与工作台台面之间的尺寸误差进行检测与补偿,并提出了一种即节省成本又能有效降低A轴轴线与C轴轴线之间角度误差的修正方法。     

数控机床工作台误差综合补偿方法研究

针对由几何误差与热误差引起的数控机床工作台与主轴之间相对位置变动的问题,通过试验分析其在不同温度状态下的误差数据,得到机床工作台平面度误差随热变形保持不变的规律,并提出了一种数控机床工作台平面度误差与主轴热误差的综合补偿方法。该方法通过分别建立工作台平面度误差模型和热误差模型,并运用叠加原理建立综合误差补偿模型,对传统固定单位置点建模补偿方法的原理性缺陷进行了改进。结合机床关键部件的实时温度值和刀具位置的实时坐标值,计算出了全工作台各区域各温度阶段的误差补偿值,进而实现了全工作台主轴轴向综合误差的实时补偿。检验及分析结果表明,相比于传统固定单位置点热误差建模补偿方法,该方法所建模型残余标准差减小约7μm,精度提高比例达到50%;单次最大补偿残差减小约11μm,精度提高比例达到60%,大幅度提高了机床的加工精度。     

虚拟轴机床的运动学预标定实验研究

运动学标定是提高虚拟轴机床精度的重要技术手段,结果机床加工作业的特点,提出一种对虚拟轴机床进行预标定有效方法。其特点是通过改变静平台铰链点的位置参数校准静平台坐标系相对于工作台坐标系的姿态,从而消除因静平台坐标系位姿偏差所导致的末端输出误差,这有利于提高以后标定算法的有效性,为标定作好准备。     

基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法

为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性,推导了测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系,在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间,实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床AC双转台几何精度进行检定,提高了旋转轴的几何精度,实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。     

微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转换法及误差敏感性分析

提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转化法,建立正交结构6-PSS微操作并联机器人的几何误差模型,通过构造几何误差模型的Lagrange条件极值方程,对误差进行敏感性分析,最后讨论了各类参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明：所提出的方法简单明了,行之有效。     

非线性传感特性的神经网络学习校正方法及应用

非线性误差是传感器的主要误差之一 ,用硬件补偿或用查表、曲线拟合等方法复杂且精度低。研究了一种神经网络校正方法 ,并提出了一种改进的小脑模型神经网络 ,仿真和应用表明 ,可使非线性误差减小到近似为零。     

PTB220气压传感器的校准及误差分析

文章介绍了PTB220气压传感器的工作原理和检定标准方法,分析了气压传感器产生误差的原因给出了减少传感器误差的方法,并指出了日常工作中注意事项。     

Error modelling and measurement for the rotary table of five-axis machine tools

Rotary tables are widely used with multi-axis machine tools as a means for providing rotational motions for the cutting tools on the three-axis machine tools used for five-axis machining operations. In this paper, we present a comprehensive procedure for the calibration of the rotary table including: geometric error model; error compensation method for the CNC controller; error measurement method; and verification of the error model and compensation algorithm with experimental apparatus. The methods developed were verified by various experiments, showing the validity and effectiveness of the presented methods, indicating they can be used for multi-axis machine tools as a means of calibration and precision enhancement of the rotary table.     

曲面数控加工中的非线性误差

基于宏域几何的包络理论为理论基础对非线性误差进行了系统深入的研究，指出T／R混合加工系统普遍存在非线性误差，用最短距离线对之距离分布算法计算非线性误差，以在五坐标数控铣床上以中凹圆环面刀具采用几种不同的加工方式加工凸球面为实例，具体分析非线性误差的表现形式、影响因素。实际加工凸球面的结果证明提出的分析和结论是正确的。     

基于几何误差源互补偿的机床公差设计及其应用

针对机床系统几何误差源的最终作用结果存在相互抵消的现象,提出了一种基于机床系统几何误差源相互补偿的机床公差设计方法。该方法以经济加工精度为初始成本界限,通过机床误差建模实现各个几何误差源公差到机床输出精度的映射;根据映射结果的量值和方向,有目的地调整几何误差源公差的量值和方向,使机床几何误差源在加工误差敏感方向上的抵消效果达到最好。以滚齿机YK3610为例,给出了该方法应用过程的基本步骤和关键环节。