数控机床误差补偿技术及热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一，文章在分析我体系统基本变换的基础上，建立了计及几何误差，载荷误差和热变形误差的机床不空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了和补偿，实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

数控机床误差补偿技术及应用热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一。文章在分析多体系统基本变换的基础上,建立了计及几何误差,载荷误差和热变形误差的机床空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了计算和补偿,实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

提高大型叶片数控加工精度技术

以多体系统理论为基础,通过分析位移变换矩阵和位置变换矩阵,考虑几何误差参数、热变形误差参数和载荷误差参数,建立了机床空间误差综合计算模型,在不以类型的机床上分别对几何误差、热变形误差和载荷误差进行实验,结果表明,加工精度可提高５０％以上。     

数控机床误差的多项式预报与补偿

建立了数控机床空间误差预报的多项式模型，该模型把机床的空间误差表示为机床运动坐标的多项式函数；提出了用激光球杆仪直接测量机床空间误差的方法；由机床工作空间有限定位点误差的测量数据，利用最小二乘法来决定误差预报模型的系数。在XK713数控加工中心上进行了误差的多项式建模和补偿实验，结果表明本误差预报和补偿方法省时，效果显著。     

数控机床误差补偿技术及应用——几何误差补偿技术

利用多体系统运动学理论,通过分析低序体阵列、变换矩阵和运动方程,在相邻体之间引入位置误差和位移误差,建立了机床空间定位误差通用计算模型。基于激光测量提出机床的２１项几何误差参数辨识模型。在ＸＨ７１５加工中心上,对机床的空间几何误差进行理论计算,并进行补偿前后的对比实验,结果表明机床空间定位误差减小５０％以上,同时也表明利用误差补偿技术提高机床加工精度是有效的。     

双转台五轴机床空间误差补偿技术研究

几何误差、热误差和切削力误差占到了机床总误差的75%,对这3项误差进行控制是提高机床加工精度的关键所在。以双转台五轴机床的空间误差作为研究对象,通过对加工位置、主要热源及电动机电流等相关因素进行分析,确定空间误差建模所需的位移变量、温度变量和切削力变量。以现有的多种误差建模方法为基础,通过对信息融合技术进行研究,提出一种机床空间误差的多模型融合预测方法,建立综合反映几何误差、热误差和切削力误差的最优空间误差模型。最后以DSP为核心,设计空间误差补偿器,实施空间误差补偿,验证补偿效果。结果显示,建立的模型预测精度较高,残差小于2μm,而实施空间误差补偿后,加工零件的轮廓误差也由15μm降到了5μm,补偿效果明显。     

符合阿贝原则的数控机床几何误差建模

为提高现有数控机床空间误差分析方法的准确度,本文基于阿贝原则对齐次转换矩阵(HTM)几何误差补偿模型进行优化。首先,推导出XYFZ型三轴机床适用的HTM几何误差补偿模型并给出模型正确使用的前提条件;然后,基于阿贝原则分析了三轴机床的空间误差传递机理,指出阿贝误差对机床定位精度的影响,给出理论计算公式并在机床运动轴上进行实验验证;最后,基于阿贝原则和布莱恩原则对现有的HTM几何误差补偿模型进行优化,采用该模型拟合体对角线空间误差,并与实测机床体对角线误差进行对比验证。现有HTM几何补偿模型可将机床空间误差由41.15μm补偿至16.37μm,补偿率为60.22%;优化后的补偿模型可将机床空间误差补偿至5.32μm,补偿率为87.07%,提高了26.85%。实验结果表明,优化后的补偿模型更加合理,进一步改善了空间误差的补偿精度。     

基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法研究

提出了一种基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法。机床加工精度一般受切削力、热变形和空间误差的影响,为采集机床空间误差样本,提出了一种基于克里金插值的测量方法,利用激光跟踪仪测量给定点的空间误差,通过克里金插值计算给定点之间的空间误差,并进行了机床空间误差测量实验。结果表明,克里金插值的计算精度明显高于线性插值,有效提高了空间误差测量精度。为实施空间误差补偿,通过对机床误差模型进行分步解耦,开发了空间误差补偿器,并进行了机床空间误差补偿实验。结果表明,机床主轴在X轴方向的变形量为025μm,实施空间误差补偿后,某工件平面加工后的最大轮廓误差由15μm减小到了5μm。该补偿方法为提高数控机床的加工精度提供了一种有效途径。     

基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测

进行误差建模与分析,可以为机床精度设计及误差补偿提供重要的依据。根据机床的拓扑结构特点,提出一种基于三维矢量链的机床空间误差模型。以单元误差的作用规律分析为基础,详细阐述了误差累积的规律及计算方法,并给出了应用示例。     

基于有限元分析的三坐标测量机误差补偿建模的研究

三坐标测量机在高速测量时,由于附加惯性力的影响,引起机体变形,从而导致动态误差.对三坐标测量机动态误差进行了理论分析,在加速、匀速、减速三种状态下,利用有限元方法对横梁沿Z方向进行了受力变形分析,推导出此三种载荷下动态误差补偿模型,并由此得出了任意载荷作用下的误差补偿模型,提高了三坐标测量机的测量精度.     

薄壁件加工变形误差预估及补偿的集成

针对薄壁件数控加工过程中产生的力致变形误差,提出了一种将变形误差预测与误差补偿进行集成的方法。在提出高效的误差计算迭代算法基础上,采用APDL的方式开发了集迭代计算、刀具走刀、材料去除于一体的误差动态仿真程序,实现全过程加工误差的自动计算。借助UG二次开发工具UG/Open开发的应用程序实现了UG和ANSYS之间的数据通信,根据预测变形误差自动修正CAD模型,继而利用UG CAM生成考虑误差补偿因素的加工代码。研究了涉及误差离线预测及补偿的集成方法的多个关键技术。算例表明：误差预测值逼近实验值,精度可靠;集成软件能够自动生成误差补偿的加工代码,实现了误差离线预测和补偿全过程的CAD/CAE/CAM集成,集成程度高。     

浅析精密数控电火花成形机床的误差补偿技术

通过对机床结构形式、运动过程中基础件的变形、传动系统结构形式产生误差的分析,提出了提高数控电火花成形机床制造精度与精度保持技术的方法,同时给出了降低机床动态精度误差的几点措施。     

数控机床误差补偿技术及应用—NC型误差补偿控制器的开发

如何实现数控机床空间误差值的控制是误差补偿技术关键之一。文章介绍以单片机为核心的ＮＣ型误差补偿控制器,并在ＸＨ７１４立式加工中心和ＸＨＦＡ２４２０仿形定梁龙门加工中心上得以实现。该方法对在其他机床及开放型数控系统上应用补偿技术有其重要的参考意义。     

HexaM并联机床的误差分析及补偿

以丰田工机公司制造的并联机床HexaM为模型,阐述了并联机床的运动学逆解析和顺解析方法、误差建模和补偿方法。提出了根据并联机床刀具运动误差求解机床制造误差的方法。通过机床运动的仿真,证实了用求出的机床误差进行误差补偿,能够有效地减小机床运动误差,从而为提高并联机床运动精度提供了一种解决方案。     

Thermal Error Compensation of the Wear-Depth Real-Time Detecting of Self-Lubricating Spherical Plain Bearings

The spherical plain bearing test bench is a necessary detecting equipment in the research process of self-lubricating spherical plain bearings. The varying environmental temperatures cause the thermal deformation of the wear-depth detecting system of bearing test benches and then affect the accuracy of the wear-depth detecting data. However, few researches about the spherical plain bearing test benches can be found with the implementation of the detecting error compensation. Based on the self-made modular spherical plain bearing test bench, two main causes of thermal errors, the friction heat of bearings and the environmental temperature variation, are analysed. The thermal errors caused by the friction heat of bearings are calculated, and the thermal deformation of the wear-depth detecting system caused by the varying environmental temperatures is detected. In view of the above results, the environmental temperature variation is the main cause of the two error factors. When the environmental temperatures rise is 10.3 °C, the thermal deformation is approximately 0.01 mm. In addition, the comprehensive compensating model of the thermal error of the wear-depth detecting system is built by multiple linear regression (MLR) and time series analysis. Compared with the detecting data of the thermal errors, the comprehensive compensating model has higher fitting precision, and the maximum residual is only 1 μm. A comprehensive compensating model of the thermal error of the wear-depth detecting system is proposed, which provides a theoretical basis for the improvement of the real-time wear-depth detecting precision of the spherical plain bearing test bench.     

数控机床误差补偿技术及应用测头系统误差分析和补偿技术

在机测量是机床加工过程质量监控的重要手段。文章对触发式测头的结构、测量原理、测头系统和测量过程中的误差源进行分析和处理,给出误差补偿和控制措施,以提高测量精度。该技术对推广和应用在机测量技术有重要意义。     

3-UPS/S并联稳定平台满载工况误差分析与运动学标定

当负载达到一定数值时,并联机构的变形误差相对于几何误差对动平台输出精度的影响是不可忽略的。以电液驱动型3-UPS/S并联稳定平台为研究对象,分别建立了稳定平台几何误差与变形误差的传递模型,并通过线性叠加得到了总的误差传递模型。基于几何误差传递模型,建立了稳定平台满载工况下的运动学标定模型。在满载工况下进行了运动学标定实验,测量了动平台参考点的位置,计算得到动平台姿态误差δH0,通过分离变形误差δH1得到了几何误差δH,通过最小二乘法完成了稳定平台几何误差参数标定。     

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。