数控机床导轨变形误差补偿技术研究

针对机床导轨变形特别是大型、重型机床的导轨变形降低加工精度的问题,提出了利用软件误差补偿技术来消除导轨变形对加工精度的影响.以数控车床为例,分析了导轨变形对加工零件的影响,提出了利用最小二乘法拟合导轨变形曲线,阐述了利用指令修正技术进行误差补偿的原理,为进行数控机床全局误差补偿提供了理论依据和技术参考.对CK6140型数控车床进行了补偿,有效地改善了加工精度.     

基于有限元分析的机床导轨热变形研究

高速高精度机床切削加工过程中,在多种热源的作用下导轨会产生热变形,影响工件与刀具间的相对位置,造成加工误差。找出导轨热位移较大的点,并分析其对加工精度的影响,对于减小加工误差提高加工精度至关重要。文章在对导轨热边界条件进行分析的基础上,应用有限元分析方法,建立了一类机床导轨的有限元热变形分析模型,并进行了热变形分析计算,为分析导轨的热变形对加工精度的影响提供了依据,并为机床综合热误差补偿提供参考。     

气压自动卸荷导轨的导轨面特性分析

通过试验对可能影响气压自动卸荷导轨性能的因素进行分析，从而得出：这种导轨具有很高的接触静刚度；进给速度和支撑导轨的几何精度对这种导轨的导轨面间的摩擦力不会产生影响。     

趸船导轨的焊接变形控制

提供了在制造悬链式链斗卸船机趸船导轨过程中控制焊接变形的方法，并就导轨结构设计因素对焊接变形的影响进行了讨论。     

桁架焊接机器人导轨梁的热力耦合变形规律的有限元分析

由于桁架焊接机器人工作行程长、结构简单,得到了广泛应用。机器人滑动导轨的直线度和平行度会影响焊缝精度和滑块的使用寿命,因此,对导轨变形规律的研究对提高机器人的精度至关重要。以大型工业燃气炉面板桁架焊接机器人为例,分别对重力、温度及其耦合作用引起的变形进行限元分析。结果表明:当机器人处于高温工作环境时,温度产生的变形比重力引起的变形量大。在重力方向上,重力产生的变形与温度产生的变形方向相反。而在与重力垂直的方向上,对于水平梁导轨,重力产生的变形与温度产生的变形方向相同;对于竖直梁导轨,在0～0.3的归一化长度范围内,二者变形方向相反,在0.3～1.0的归一化长度范围内,二者变形方向相同。理论分析和实践均表明:大型工业燃气炉面板桁架焊接机器人的导轨直线度和平行度均小于工程允许值,满足工程要求。分析结果对于同类型桁架机器人的设计具有极大的理论借鉴意义。     

变形预补偿在降低注射制品变形中的应用

针对在注射成型过程中出现制品变形大而导致废品率过高的难题,提出了将制品的变形进行分类,对收缩变形和翘曲变形分别提出了不同的解决办法。介绍了变形预补偿的原理,以汽车风扇为例,成功地降低了汽车风扇的收缩变形和翘曲变形,为解决制品变形问题提供了一条新的思路。     

数控化再制造机床导轨结合面刚度分析

基于有限元法及赫兹接触理论,以机床数控化再制造中的改造导轨为研究对象,在ANSYS中,对贴塑导轨及直线滚动导轨进行了有限元接触分析,得到载荷与变形量之间的关系,通过曲线拟合,求得其法向刚度;基于赫兹接触理论,用解析法计算了直线滚动导轨的法向刚度,并与有限元法得到的结果进行了对比,从而为今后的机械动态性能分析奠定基础。     

边界润滑条件下机床滑动导轨精度保持性研究

根据磨损理论推导出机床滑动导轨的精度保持性模型。选择100号导轨润滑油作为润滑媒介,在边界润滑条件下,使用自研制的导轨台架试验机,选择等距非等速滑动实验对精度保持性模型进行验证。利用所建立的精度保持性模型能够很好地预测机床滑动导轨的直线度衰减。利用该模型完成了精度保持时间与导轨工况参数的定量分析。     

Compensation of Thermo-elastic Machine Tool Deformation Based on Control internal Data

The thermo-elastic behaviour of machine tool structures leads to unwanted displacements at the tool centre point (TCP) and has a significant influence on the machining accuracy. In the past, therefore, numerous direct and indirect compensation methods were developed to reduce and/or compensate the thermo-elastic displacements. The paper describes a new indirect compensation approach which allows the abandonment of all additional sensors with the exception of one environmental temperature sensor. As input control internal data of the feed drives and the main spindle are used exclusively. The rotational speed and motor current values - the latter correlate to the drive torque - represent the thermal load parameters of the machine. A combination of first and second order time delay elements describes the displacement behaviour of the machine resulting from these load parameters. The parameters of the time delay elements are determined by a systematic calibration procedure. The resulting displacements are calculated online and superposed as offset-values for the correction of the respective axis positions. Practical experiments show that with this elementary method a reduction of the thermo-elastic displacements of more than 80 % of the initial value is possible.     

高速机床导轨防护罩的结构分析

介绍了两种高速机床导轨防护罩,即高速同动机构防护罩和高速同动平行机构防护罩.分析其结构原理、特点及选择的原则.     

多轴数控机床精度综合方法研究

为了合理设计机床传动轴的公差值,采用误差补偿系数与价值分析法相结合的方法,对传统机床的直线轴进行了精度综合研究。首先对数控机床直线轴进行了标定与补偿工作,根据补偿效果得到了各个误差的补偿系数。然后把补偿系数与价值分析法相结合,对价值分析法进行了改进,并对数控机床的x、y、z直线轴进行了精度综合研究。结果表明：利用改进的价值分析法对机床直线轴进行精度综合,可以在一定程度上放宽公差值的设计范围,甚至比经验值增大50％左右,从而降低了机床的制造成本。该方法可以拓展到机床转动轴的精度综合分析,也适用于其他类型机床的精度综合研究。     

龙门移动式数控机床的模糊交叉耦合补偿控制

以龙门移动式数控机床的双轴同步传动机构为背景,研究两套永磁直线同步电动机(PMLSM)伺服系统在具有一定动态指标和抗干扰性能前提下的同步控制问题。针对两套进给系统难以同步且易受干扰的特点,设计了一种基于模糊控制的交叉耦合补偿控制器。同时为了提高每套伺服系统的跟踪和抗扰能力,设计了最优预见前馈补偿。仿真结果表明该系统对不平衡负载具有良好的同步抗扰性能。     

数控机床误差补偿评价研究

为了提高数控机床的位置精度,保证生产质量,对数控机床位置精度误差性质的分类、辨识方法、误差补偿以及误差补偿效果评价方法进行了研究,提出使用方差分析技术分离机床位置精度误差的系统误差和随机误差,并基于F检验方法推断系统误差所占比重的相对大小、位置精度误差是否需要补偿并能够对补偿的效果做出评价,并用实例验证了该方法的有效性.     

数控机床定位误差的补偿研究

数控机床的定位精度是决定其加工质量的关键因素。针对数控机床定位误差存在的累积性和重复性,提出了增量式误差补偿法,建立了通用的增量式误差补偿模型,并将其应用于由本实验室自主研发的"切线法数控成形非球面机床"中。经实验分析表明:增量式误差补偿法可以大幅地提高数控机床的定位精度。     

半闭环数控机床误差补偿技术研究

为提高半闭环数控机床的位置精度,建立半闭环位置控制数学模型,研究机床传动误差的补偿机理,构造半闭环误差补偿控制模型,并通过一个实例验证了该误差补偿方法的有效性。     

基于HNC-8数控系统的机床热误差补偿方法

热误差在机床总误差源中占了极大比重,研究热误差补偿方法对于提高机床加工精度具有十分重要的意义。基于HNC-8(华中8型)数控系统的开放性特性,根据机床热误差的补偿原理,分析热误差补偿值的计算方法,并据此算法开发了集成于HNC-8数控系统的热误差补偿模块,最后结合实例,验证了补偿方法的有效性。