数控机床的开环随动系统

1.数控机床的随动系统 数控机床随动系统的基本任务是把控制脉冲尽可能准确地转换成机床加工位移。 数控点位机床的随动系统只要求控制终点移距或终点移距及中间移速。 数控轮廓机床要求连续控制各点位移和控制脉冲数相应。 数控轮廓机床的随动系统,就信号流程特点来说大致有四类: (1)闭环随动系统; (2)部分闭环随动系统, (3)开环随动系统; (4)补偿开环随动系统。 现分述如下: (1)闭环随动系统 闭环随动系统的基本特点有二;一是直接测量机床工作台位移。其次是将测量结果和控制脉冲进行比较,并根据二者之差控制工作台位移。 闭环随动技术在…     

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。     

基于迭代学习控制的电液机床工作台控制方法研究

鉴于传统机床加工零件时工作台进给动作具有重复运动的特点,该文为了实现工作台高精度位置伺服控制,提出了一种基于迭代学习控制算法,用于解决机床工作台位置控制误差。首先,以组合数控机床为研究对象,介绍并建立数控机床工作台位置伺服系统数学模型;然后针对工作台位置伺服系统设计迭代学习控制算法框架;最后搭建数控机床工作台位置伺服实验平台,用不同控制信号对迭代学习控制算法和传统的PID算法进行对比实验。实验结果显示,基于迭代学习控制算法有效地降低了机床工作台控制误差,为数控机床高精度进给运动提供参考。     

工信部发布2010年机床工具产业技术进步和技术改造投资方向

2010年5月26日,工业和信息化部规划司在工信部网站上发布了《装备产业技术进步和技术改造投资方向（2010年）》,涉及领域分为高速、精密加工中心,五轴加工中心,车铣复合机床,高精度数控磨床,数控齿轮加工机床,数控特种加工机床,数控成型砂轮齿轮磨床,数控强力旋压机,大型多工位伺服压机,精冲自动压力机,全自动冲压线,中高档数控系统及伺服驱动装置,滚珠丝杠及直线导轨,刀库及自动换刀装置,数控回转工作台,数控刀架,高速数控机床用新型工具系统,高效切削刀具,高速高效精密磨具20个项目。     

插制齿轮时公法线长度变动超差的原因探析及对策

公法线长度变动是齿轮传动精度的重要技术指标。插齿时往往造成公法线长度变动过大,主要是插齿刀的制造误差、安装误差和刀架主轴回转误差造成的。采用保证刀架主轴的回转精度、恰当选用插齿刀具、刀具安装符合加工要求和保证工作台的回转精度等措施,可以修正由于机床刀架和工作台刚性不足引起的弹性变形所造成的误差。     

中场链接

国内首创大型核电专用加工机床得到认可，我国首台高速精密永磁同步电主轴研制成功，美Kennametal开发出新型数控机床刀具     

机床工具工业发展现实中的忧虑

高档数控机床及所用的刀具绝大部分靠德、日、美、瑞士等机床强国进口。作为产业链的重要环节,功能部件进口量更大幅度提高,机床主轴用的高精度轴承几乎全部进口。到目前为止,高档数控机床及所用的刀具绝大部分靠德、日、美、瑞士等机床强国进口。中国高速发展的汽车工业与国防工业重点工程所需的数控机床,拉动了国际机床强国的发展。国内机床企业所需的一些高档数控与精密机床多采用进口机床,中档数控机床竞争不过台湾地区、意大利、西班牙、法国等中等机床制造国家(地区)。从2012年机床进口数据来看,数控机床进口额增加6.03%,尽管中国机床工具     

直行运动误差在线测试方法

一、引言机床,特别是大型机床,其工作台的直线运动曲线不是一成不变的。由于机床热变形,静压导轨的油温和油压的变化,载荷分布不均匀等缘故,运动曲线也会相应地发生变化。为了有效地对其运动误差进行补偿,以提高工件的加工精度,必须对工作台的运动误差进行在线     

基于分段拟合的机床大尺寸工作台热误差补偿模型

大型机床工作台在往复运动过程中,丝杠螺母会产生大量的热,一部分热量从螺母传入工作台导致工作台两侧翘曲,使工作台不同位置产生不同热误差。为提高大尺寸机床工作台的纵向热误差补偿精度,提出分段拟合热误差建模预测方法。该方法是沿工作台横向在多个位置建立对应点的纵向热误差模型,然后由各点单模型预测值进行分段拟合建立工作台整体预测模型,利用分段拟合模型实现对工作台任意位置热误差预测。同时为了提高热误差模型预测精度和鲁棒性,采用粒子群优化算法根据实时反馈热误差数据对模型参数辨识,使热误差模型能适应机床最新的工作状态。在一台三坐标铣床工作台上进行试验,建立X轴快速运动时工作台纵向热误差模型,试验结果表明:该方法鲁棒性好预测精度高,能够实现大尺寸工作台任意位置的热误差补偿,且具有一定的通用性。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

五轴数控机床几何误差建模方法研究

五轴数控机床是实现工件复杂表面精密加工的重要设备,而机床本身精度是保证加工精度的重要前提。以一台大型五轴数控加工机床为研究对象,分析各项误差,应用多体系统运动学理论,建立移动轴与旋转轴的几何误差数学模型,推导出刀具相对工件坐标系的位置与姿态误差表达式,为误差补偿提供精确数学模型,提高机床加工精度。     

滚齿加工中以几何偏心补偿运动偏心的探讨

在旧滚齿机上加工齿轮时，由于工作台分度蜗轮在使用过程中齿面磨损，或工作台下面环形导轨磨损后产生间隙等原因，均会引起工作台转速不均匀，从而产生运动偏心e运，引起切向加工误差。在滚齿加工中，能否人为地引入一个几何偏心e几来对机床造成的运动偏心进行补偿，以提高齿轮的加工精度，即是本文所要探讨的问题。1几何偏心、运动偏心及加工误差的变化规律1．1几何偏心e几在滚齿机上加工齿轮时，由于齿轮安装误差引起齿轮基准轴线与机床工作台回转轴线同轴度误差，因此产生齿轮几何偏心e几。由于e几的存在，在切齿过程中就引起了周期性的…     

2003年最热销机床工具产品

金切机床主要有 :五轴联动叶片加工中心、大型数控龙门车铣复合加工中心、五面加工中心、大型车削中心、立卧镗铣头、空间回转镗铣头等。锻压机床主要有 :复合式板材加工中心、液压式回转头数控压力机、高速多工位压力机等。工具行业有 :超硬材料复杂刀具、数控机床用刀具等 (其中数控机床刀具销售额 2 0 0 3年已超过 8亿元人民币 )。2 0 0 3年是我国机床工具行业兴旺发达的一年 ,形势好的主要标志反映在以下几个方面。1 机床的生产与销售始终处于一个比较平稳的高峰期。机床从卖不掉变成了买不到 ,可以说是没有不热的产品 ,没有不火的企业…     

基于RTCP功能的五轴数控机床动态误差溯源方法

RTCP(Rotation tool center point)功能作为目前高档数控机床必备的功能之一,可以大幅减小由于旋转轴运动带来的非线性误差,有效提高机床加工精度。根据刀具刀尖点相对于加工工件相对静止的特点,设定刀具刀尖点不动,规划了有利于研究机床伺服系统动态性能的RTCP轨迹,并进行伺服系统仿真研究,得到刀尖点误差轨迹与机床伺服系统动态性能影响因素的对应关系,并依据此对应关系提出动态误差溯源方法,为数控机床伺服系统参数调整提供理论支持。     

中国机床企业活力在竞相进发

尽管国际金融危机的阴霾尚未退却,中国机床市场却保持了难得的旺盛,在国家一系列投资计划及产业政策的支持下．汽车、铁路、航空、能源等重点行业的成长推动着数控机床需求。中国机床企业通过科技创新,找到市场商机：通过转型升级,活力竞相进发。10月10日。重庆机床集团公开透露,申报的重大科技专项——“模块化高速、精密、大型数控滚齿机”项目和”模块化高速、精密数控回转工作台”项目相继通过答辩评审．     

从CIMT2009看立式加工中心的发展

CIMT2009展出各种大型、重型等数控机床的数量明显增加,如大型和重型龙门加工中心、数控重型车床、数控大型镗铣床及其它重型数控机床等令人眼花缭乱目不暇接．相比较而言立式加工中心机床就不是那么突出了．但是立式加工中心机床因其发展较早,技术比较成熟,同时具有高速,高精度等特点因而在中小零件,及中小模具加工中具有不可替代的优势,所以本届展会数量最多的还是立式加工中心机床,纵观本届展会立式加工中心的发展趋势仍是：高效,高精度,高速,同时也可看到五轴联动机床,机床的复合化,与机器人有效的结合提高生产效率,及造“绿色生态机床”也是今后立式加工中心发展的主方向。     

机床主轴热管冷却系统的原理和设计

前言随着机床向高精度及数控方向的发展,对减小加工误差提出了越来越高的要求.影响机床加工误差的因素很多,如主轴系统、进给系统的热变形,刀具的压具的精度及磨损等等.其中最主要的因素是主轴系统的热变形.特别是近年来,为了实现高效率加工,要求提高机床的开动率,重切削及高速切削,从而使机床主轴系统的发热更为严重,导致加工精度恶化.因此,在精密加工中,特别是在数控机床上,防止机床主轴系统热变形已成为当前最重要的研究课题.     

提高曲轴磨削精度的几何误差补偿技术

针对精密曲轴磨削(连杆颈)加工中存在的精度问题,利用随动磨削数控机床运动的数学模型推导出理想的砂轮磨削轨迹的求解方程.利用多体系统理论推导出从机床-工件分支与机床-刀具分支的坐标转换方程、曲轴磨削的精密加工方程,进而将随动磨削加工数学模型与多体系统的误差补偿技术相结合,研究了理想数控指令的生成方法,并用精密迭代的方法求解出误差条件下精密加工数控指令.修正后的指令可以在曲轴磨削生产当中保证曲轴(连杆颈)的表面加工质量,达到了精密曲轴磨削的精度要求.     

大型板类零件圆弧面铣削加工技术研究与应用

针对大型板类零件圆弧面三轴机床高精度圆铣削精度控制问题,从加工原理、机床精度、加工误差等方面进行分析,完成了内圆弧面和外圆弧面三轴数控机床铣削加工技术方案论证,通过减少数控机床多轴联动次数,选用合理的程序步距角,消除刀具误差,采取有效的检测控制手段,能够实现零件内外圆弧面的高精度加工。该圆弧面加工技术对于同类圆弧面结构的零件铣削加工具有很好的借鉴意义。     

基于机床运动模型的走刀步长计算方法

为提高五坐标数控加工刀具轨迹生成的精度和切削效率,通过特定机床结构运动建模,对自由曲面刀具轨迹规划中的走刀步长计算方法进行研究。针对刀具摆动与工作台转动类型的非正交结构五坐标机床,在建立机床运动传递关系的基础上,实现任意刀轴方位的机床各轴运动坐标分解,构建机床运动模型。基于此,分析切削误差产生机理,推导出非正交结构的机床实际运动误差估计公式。利用切削误差对比关系,迭代计算满足精度要求的最大走刀步长。算例表明,在相同的允许误差条件下,本文算法较之传统变步长方法,最大误差降低了37.01%,而平均步长相对于等步长方法,增加了8.91%,说明基于机床运动模型的走刀步长计算方法能够有效控制切削误差,并提高自由曲面五坐标加工的刀具轨迹质量。