超精密机床激光干涉测量系统误差分析及补偿

详细分析了超精密机床加工中,激光测量系统误差组成及其产生机理,给出了有效的修正和补偿手段.影响激光测量系统精度和重复精度的主要误差因素可分为3类：内部误差、环境误差和安装误差.通过实例分析精密机床四轴激光测量系统,设计出了四轴激光测量光路,实现超精密工作台的X、Y、Rz三自由度位置反馈,给出了影响测量精度的误差因素以及对系统精度的影响大小.     

超精密加工表面微观形貌非接触在线检测系统

介绍了专门应用于超精密车档在线检测加工表面微观形貌的检测系统。一种新式高分辨率同轴式激光逻辑设计仪与超精密车床的有机结合,突破了传统的必须卸下工件才能对其进行检测的限制,实现了加工与检测的一体化,达到了检测真正服务于加工的工作原理。实验结果表明,在利用超精密精密气浮导轨作为激光轮廓仪工作台的条件下,测量车削加工表面微观形貌时,在高度方向上的分辩率按国际惯用的均方值表示已倨于０．１ｎｍ。     

超精密车床伺服进给机构设计研究

在分析影响超精密金刚石车床伺服进给机构运动精度的误差源的基础上,不采取提高机床部件制造精度的办法,而从伺服进给机构的机械结构上提出消除这些误差的措施.这些措施主要包括:利用闭合的复合节流方式的气体静压导轨结构与在丝杠与工作台联接之间安装浮动单元.经过实践证明这些措施是有效的,使自研的超精密车床的伺服进给机构运动精度完全达到超精密加工的需求.     

大行程高精度两级定位工作台的控制方法研究

研究了具有宏微两级驱动双定位工作台的控制技术,该工作台采用直线电机进行大位移驱动,来保证较大的工作行程和较快的响应速度,而采用电致伸缩微位移器完成精密位置驱动,利用单频激光干涉仪实现闭环位置反馈,将该系统应用于实际中,可以实现500mm的工作地程内小于0 .02μm的重复定位精度。     

自适应微动控制器在超精密车床中的应用

超精密数控车床加工精度的提高不仅依赖于数控装置的运算速度和曲线的拟合精度,同时还依赖于伺服系统的跟踪精度和点位控制精度。现主要讨论一种采用双频激光干涉仪作为位置反馈元件的基于POPOV超稳定性理论的自适应微动控制器的设计和实验过程。实验结果表明,采用本伺服控制系统可以使超精密机床的定位精度提高到纳米级。     

超精密测量技术的应用进展

超精密加工的应用日益广泛,其加工精度和表面质量要求都很高,需要相应的超精密检测手段予以保证.激光干涉仪、光栅、X射线干涉仪、扫描探针显微术、电容电感传感器及F-P干涉仪等可以实现纳米测量并已经商品化;电容传感器、X射线干涉仪、F-P干涉仪等少数仪器分辨率可达或接近皮米级,但因其测量范围通常较小,在应用中受一定限制.文中针对几种实际应用比较成熟的激光干涉仪,就其应用领域、技术参数、功能特点等予以介绍.     

自适应微动控制器在超精密车床中的应用

超精密数控车床加工精度的提高不仅依赖于数摈装置的运算速度和曲线的拟合精度，同时还依赖于伺服系统的跟踪精度和点位控制精度。现主要讨论一种采用双频激光干涉仪作为位置反馈元件的基于ＰＯＰＯＶ超稳定性理论的自适应微动控制器的设计和实验过程。实验结果表明：采用本伺服控制系统可以使超精密机床的定位精度提高到纳米级。     

超精密车床运动系统结构分析

超精密车削在加工盘形零件及圆锥形零件领域发挥着重要作用,所加工零件的表面质量受超精密车床运动系统精度的直接影响。为了探索超精密车床运动系统的影响因素,分别对车床的主轴运动系统及导轨运动系统进行了结构分析和传动机理分析,讨论了主轴运动系统及导轨系统结构的不同结构设计对超精密车床控制系统的影响,为超精密车床运动的高精度控制提供了理论支撑。     

纳米级超精密定位工作台的研究

研制了一套基于激光莫尔信号的超精密定位工作台,定位台以微型计算机为核心,采用激光莫尔传感器检测位置偏差,通过光、机、电的有机结合,可实现纳米级超精密自动定位.定位装置采用串联型粗、微双驱动的精密定位系统,粗动台由步进电动机通过精密丝杠机构直接驱动,可实现大行程微米级定位,微动台由压电陶瓷驱动器驱动,可实现纳米级定位.针...     

超精密机床的新发展（下）

四、超精密机床关键部件和关键技术的发展起精密机床技术的发展提高，取决于它的关键部件和关键技术的发展和提高。下面简单介绍超精密机床关键部件和关键技术近年来的发展情况。1．超精密机床的总体布局结构起精密车床一般用于加工反射镜等盘形零件，不用后顶尖。其总体布局结构将直接影响机床的性能和精度。有的超精密机床采用十字溜板结构（如Moors机床），但更多的采用T形布局，即主轴箱带工件作Z向运动，刀架溜板作X向运动。Z向和X向运动分离将有助于提高导轨的制造精度和运动精度，且检测Z、X向运动位置的双频激光测量系统可以装…     

基于传感器联合测量的车载POS精度检测系统设计

POS系统是移动测量系统的重要组成部分,其位置姿态精度一直受到广泛关注。结合全站仪、激光跟踪仪、GNSS授时装置等传感器,设计了动态精度检测系统,开展了POS系统动态精度检测方法研究。主要采用单次测量时间统计、平滑曲线拟合等方法探测检测系统的测量误差,并在误差剔除的基础上,结合ICP算法,利用跟踪仪高精度测量数据,对全站仪数据进行修正,提高检测系统整体测量精度。最后,在某实验区,进行车载POS系统动态跟踪实验,分别采用整体轨迹对比和实时点位对比方法进行POS系统事后处理精度检测和实时导航精度检测。实验结果表明:采用该种检测方法,动态检测系统能检测出POS实时和事后处理的动态定位精度。     

数控机床空间误差检测与补偿技术研究

研究了数控机床的空间误差检测原理,分析了激光矢量测量法的检测原理与误差模型。采用激光多普勒位移测量仪和激光矢量测量法对数控螺旋锥齿轮机床的空间误差进行了检测与补偿,并根据标准ISO 230-6评估了该数控机床的空间性能,实验结果表明,文中所研究的数控机床空间误差检测与补偿技术是切实可行的,能够在一定程度上较大地提高数控机床的空间运动精度,为进一步提高数控机床的加工精度奠定了基础。     

CAM/CNC走刀轨迹的实时重构

走刀轨迹的优化对复杂型面的高速高精度加工起着十分关键的作用。目前大多数CAM/CNC系统采用大量小直线段逼近原始曲线和直线插补的做法,只能获得零阶连续的走刀轨迹,逼近精度低,不能保证高速加工运动的平稳性,因而加工精度、光洁度和加工速度都难以提高;由小直线段构成的NC代码数据量庞大,也增加了数控系统在内存容量和数据传输方面的成本。本文采用3次参数样条曲线和B样条曲线来实时重构CAM生成的走刀轨迹,以少量的数据点便能达到比直线和圆弧插补高得多的加工精度。文中讨论了数据分段、样条拼接及首尾振荡问题,以及程序实现中的面向对象和多线程技术。在实际使用中显著地提高了数控系统的加工速度和加工精度。     

FANUC数控机床螺距误差的检测分析与应用

Fanuc数控机床在我国数控加工领域占据着主导地位,它的精度和性能指标直接取决于数控机床的定位精度和重复定位精度。在实践应用中,数控系统的螺距误差补偿功能是最节约成本且直接有效的方法。利用激光干涉仪或步距规测得的实际位置与数控机床移动轴的指令位置相比较,计算出全程上的误差分布曲线,在数控系统控制移动轴运动时考虑该误差差值并加以补偿,可以使数控机床的精度达到更高水平。     

双频激光检测技术在数车位置精度测量中的应用

数控车床的位置精度检测在出厂前和机床发生精度故障时,是检测的重要内容,一般的数控机床主要是通过同步感应器和角度仪进行同步测量和检测.介绍了利用双频激光技术和最新的软件时机床位置精度进行测量的方法和步骤.     

基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测

提出了一种基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测方法,利用光栅尺、细分计数卡、工控机对数控机床的定位精度和重复定位精度进行检测,并与激光干涉仪的检测结果相比较,实验表明,该方法不仅检测精度高,成本低,而且操作简便。     

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。     

机床加工过程综合误差实时补偿技术

该项技术是在机床的三维空间内进行机床综合误差实时补偿。将一块带有单片机的智能补偿功能板直接插入机床数控系统的扩充槽内,通过总线结构并利用数控系统的部分原有功能达到实时误差补偿的目的。     

数控机床位置精度的检测与补偿

主要介绍使用双频激光干涉仪对西门子840D闭环系统的数控机床进行位置精度的检测与补偿,并对该系统的闭环误差进行分析。实践表明,通过使用该方法能有效地提高数控机床的位置精度。     

Shared and service-oriented CNC machining system for intelligent manufacturing process

To improve efficiency, reduce cost, ensure quality effectively, researchers on CNC machining have focused on virtual machine tool, cloud manufacturing, wireless manufacturing. However, low level of information shared among different systems is a common disadvantage. In this paper, a machining database with data evaluation module is set up to ensure integrity and update. An online monitoring system based on internet of things and multi-sensors "feel" a variety of signal features to "percept" the state in CNC machining process. A high efficiency and green machining parameters optimization system "execute" service-oriented manufacturing, intelligent manufacturing and green manufacturing. The intelligent CNC machining system is applied in production. CNC machining database effectively shares and manages process data among different systems. The prediction accuracy of online monitoring system is up to 98.8% by acquiring acceleration and noise in real time. High efficiency and green machining parameters optimization system optimizes the original processing parameters, and the calculation indicates that optimized processing parameters not only improve production efficiency, but also reduce carbon emissions. The application proves that the shared and service-oriented CNC machining system is reliable and effective. This research presents a shared and service-oriented CNC machining system for intelligent manufacturing process.