运用诊断技术提高机械加工精度

工程界为提高加工精度进行了大量的研究,获取了许多有益的成就,得出的提高加工精度的基本途径可概括为:基于加工系统各个要素本身的精度的提高;基于加工系统附加的校正装置(或系统)的误差补偿。这两条对立的途径现在仍在持续地发展和广为奉行。笔者在近年的实践中,领悟到还有另一途径,即借助于诊断手段识别存在于加工系统中的原始误差主源,然后稍作干预,实现加工精度的提高。这是一条省时、省力、低成本和行之有效的新途径,可用于产品开发、加工过程中监控和设备维修等领域。机械加工精度内含形状精度、位置精度和尺寸精度。三项中的每项又包含着若干子项。加工精度所涉及的领域,是个宽广而复杂的精度要求系统,另一方面,加工误差是工艺原始误差影响的集合,工艺系统     

螺距误差及其来源的相关分析

为准确而迅速地找出误差主源,把工件丝杆上的表现误差(螺距误差)和工艺系统内的原始误差划分为两类形态不同的子系统:倾向性误差和波动性误差。当表现误差显示波动性误差过大时,必在工艺系统中有较大的波动性原始误差。文中介绍了表现误差特征的概括方法和原始误差的影响规律、检测方法的设计等问题,其中后者是用被加工工件作测量元件。由微机运用误差分离原理将表现误差和原始误差及其主源揭示出来。     

虚拟车削中原始误差对圆柱零件的影响

运用虚拟仿真方法研究分析了原始制造误差对圆柱零件加工的影响。通过建立误差数学模型以及虚拟加工环境,利用OpenGL对加工过程进行物理仿真。最后以实例模拟分析了原始误差对圆柱零件加工的影响规律。     

螺纹加工系统误差源的识别——多层次误差分离原理及其应用

本文在分析螺纹加工系统的原始误差基础上,提出院表征导程误差与原始误差之间关系的数学模型;阐述了误差相关、误差分离的检测原理;讨论了以工件（丝杠）作测量元件、用微机作数据处理、将工艺系统各原始误差的影响逐次分离显示,求寻导程误差主源的过程。本文所述方法,可作调整并提高传动精度的手段;可作工艺系统状态的识别;可供机床维修前后的检测;可为合理选用刀具参数及其切削用量提供辨识方法。     

采用“力补偿”方法提高微进给精度

工艺系统中产生了关键性的原始误差后,有时不允许采取直接消除或减小的方法(由于代价太高或费时太长等原因),这时可以采用误差补偿法。 误差补偿的方法就是人为地造出一种新的原始误差去抵消当前成为问题的原有的原始误差,负误差用人为的正误差去抵消,正误差用人为的负误差去抵消,尽量使两者大小相等,方向相反,从而达到减小加工误差,提高加工精度的目的。基于这一思想,就可以采用     

机械零件加工精度影响因素探析

本文归纳总结了机械零件加工过程中各种误差,从加工原理、加工变形原因、工装夹具定位误差三大因素如何影响零件精度进行阐述与分析,并提出有效的减少原始误差、利用误差补偿与转移提高机械零件加工精度的应对措施。     

智能型数控机床多误差动态实时补偿系统及其应用

一、引言 影响数控机床加工精度的关键因素中,几何误差和热误差占到总加工误差的70％以上.提高机床的加工精度可以通过设计和制造途径来消除或减少可能的误差源,但是这种靠提高机床制作精度来满足加工精度要求的方法将使得数控机床的成本非常高.本公司研制的智能型数控机床多误差动态实时补偿系统,采用了软件为主并与硬件相结合的系统集成技术,找出数控机床当前各类误差的变化规律,通过误差建模进行多误差的实时预估,并驱动伺服系统实时修正刀具与工件的相对位置,从而抵消了当前成为问题的原始误差.     

基于多体系统理论面齿轮数控磨床综合误差建模及分析

运用多体系统运动学理论及Denavit-Hartenberg齐次坐标变换,分析了面齿轮数控磨床几何误差和热误差。根据面齿轮啮合原理及磨削误差产生机理,建立了包含几何误差和热误差的面齿轮数控磨削加工机床综合误差数学模型。基于小误差假设,运用matlab软件,得到了磨床6个自由度的误差表达式。并对砂轮主轴运动所产生的6个误差与6个自由度之间的关系进行了分析和验证。对面齿轮加工精度的提高和机床误差建模提供了依据。     

提高蜗轮加工精度的措施

蜗轮的加工精度受到多种因素的影响,主要由机床误差、夹具误差和安装误差等原始误差引起。如何有效地控制并最大限度地降低这些误差,提高蜗轮的加工精度,笔者根据多年的蜗轮加工经验,提出了3种行之有效的措施。     

双光子聚合加工系统的误差建模及辨识

双光子聚合加工技术可实现大面积超材料快速结构化加工,双光子聚合加工系统中存在的误差是影响加工精度的重要因素之一。系统误差的来源以及系统误差的辨识分析是实现误差补偿,提高加工精度的重要前提。为了研究加工系统的各个组成部分的误差项及系统误差的主要来源,对系统误差进行辨识分析,从而建立双光子聚合加工系统的误差模型,并搭建实验测量系统,对微动台的几何误差进行测量,包括定位误差与直线度误差,然后采用改进九线辨识法对其它几何参数进行辨识,得到了加工系统的各项几何误差参数。对加工系统的误差项及其主要来源分析,可知系统的几何误差对加工精度的影响最大,同时对其误差参数进行辨识,对提高加工精度有重要意义。     

机械加工系统中热源故障的诊断

机床、刀具、工件和夹具所组成的加工系统存在着几何误差源、热源和力源,它们都以自己特有的规律反映给被切工件,形成工件的加工误差。热效应造成的加工误差占工件加工误差的40％～70％。我们在诊断实践中摸索出了加工系统热效应主源的诊断方法,现介绍如下。     

加工误差的直方图分析方法

直方图分析可定性定量地分析导致加工误差产生的系统误差因素,判断原始误差方向,估算加工误差概率,评价工艺系统能力,具有实际操作性和理论分析价值,是机械加工质量保证体系的重要手段。     

精密磨削加工的神经网络误差补偿技术

通过对磨削加工过程中的误差信息进行综合分析,运用人工神经网络的基本方法,建立了基于神经网络理论的精密磨削加工误差补偿模型,并从结构和算法方面进行了详细阐述。给出了对磨削加工进行实时误差补偿的硬件实现方法,并通过样本的合理选择及系统的学习过程提高了该误差补偿系统的补偿能力。     

中心蜗杆范成法数控加工廓面误差综合研究

为了探究数控机床各轴运动误差以及刀具磨损误差等多项原始误差对中心蜗杆廓面加工精度的影响规律,以多体系统误差建模理论和空间机构的共啮合原理为基础,推导了包含原始误差的中心蜗杆廓面方程。利用牛顿迭代法计算得到了中心蜗杆理论廓面与误差廓面之间的法向误差,定量分析了各项原始误差与综合误差对中心蜗杆廓面精度的影响程度。主要的研究结论有效揭示和预测了各项误差对中心蜗杆廓面法向误差的影响规律,为实现数控机床加工误差补偿与中心蜗杆的精密制造提供了理论依据。     

基于误差分析对机加工过程故障的发现及诊断

本文提出了根据工件的加工误差判别和诊断机加工过程故障的一种理论方法。在加工过程中,工件的加工误差主要是由刀具的磨损、破损、工件一刀具受热变形、工艺系统的颤振等故障而引起的。如果能够确定工艺系统的这些故障与工件加工误差之间的关系,则便可应用这些关系并通过实时检测工件的加工误差反过来判别和诊断工艺系统的这些故障。本文描述依据这一原理并应用人工智能的理论和方法以发现和诊断机加工过程的故障。研究表明,这种方法是有效及实用的。     

齿轮机床补偿运动误差的测试与诊断

本文基于齿轮机床为适应加工斜齿轮需要都具有补偿运动的功能,阐述了一种新的补偿运动误差的评定、诊断方法及系统。据相关准则,新方法将运动误差变换到轮齿的法向进行考察并计入几何误差,及力、热效应的影响。新系统不需像传统方法一样采用精密元件组成基准系统,而是采用经被测机床精切后的工件齿轮作测量元件,运用误差相关(工件误差与补偿运动误差相关)和误差分离的原理,求解补偿运动误差和工件齿面波度误差,并捕捉二者误差的主源。显然,这是对传统方法的一次撞击。文章论述了新系统的原理、特性及误差主源的诊断过程。最后还给出了实例。     

弧面凸轮廓面误差的研究

通过对包络法加工弧面凸轮基本原理的研究，找出了产生凸轮廓面误差的因素；利用矢量法分析了弧面凸轮廓面的各项原始加工误差，为提高弧面凸轮廓面的加工精度提供了一定的理论依据。     

改变定位元件的固定形式可减少定位误差的实例

文章分析了常用V形块独立限位造成定位误差的原因。在研究支承板限位的定位误差以及定位元件不同固定形式的基础上,提出了一种新定位方案。通过计算和比较得出：新方案的定位误差小于用V形块独立限位的定位误差。新定位方案对减少工艺系统原始误差,提高工件的加工精度具有一定的工程实际意义。     

精密磨削加工的神经网络误差补偿技术

通过对磨削加工过程中的误差信息进行综合分析,运用人工神经网络的基本方法,建立了基于神经网络理论的精密磨削加工误差补偿模型,并从结构和算法方面进行了详细阐述.给出了对磨削加工进行实时误差补偿的硬件实现方法,并通过样本的合理选择及系统的学习过程提高了该误差补偿系统的补偿能力.     

圆柱分度凸轮的廓面误差分析

阐述了采用包络原理加工圆柱分度凸轮的基本原理，并在此基础上分析找出产生凸廓面误差的原因；用矢量法分析了圆柱分度凸轮廓面的原始加工误差。从而有处于调整凸轮的加工工艺，提高圆柱分度凸轮廓面的加工精度。