非球面超精密磨削误差建模与补偿研究

为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮廓半径磨损误差作为主要面形误差来源,分别推导其对综合误差的传递函数,分析误差辨识方法,建立误差修正补偿模型,提出基于直接补偿的点补修正法。试验结果表明：建立的综合误差模型正确,根据误差辨识方法和修正补偿模型,修正误差后面形误差显著降低,有效提高面形精度。     

基于自然指数模型的机床定位误差建模与实时补偿

为提高数控机床的运动性能和加工精度,提出了基于自然指数模型的机床定位误差建模方法.通过分析在不同温度条件下的定位误差变化规律,将定位误差分为几何误差和热误差两个部分,其中,几何误差部分可以采用多项式模型进行拟合,而对于热误差部分,则建立其与环境温度、机床关键构件温度之间的自然指数模型,从而描述了热误差和温度场之间的非线性变化规律.通过与传统的多元线性回归模型进行试验结果对比表明:基于自然指数模型的定位误差建模方法在任何温度条件下均可获得较高的预测精度,经过误差补偿,可以大幅提高机床精度.     

超精密加工机床的模块化设计

分析了模块化设计的优点和超精密加工机床设计的现状 ,提出了超精密加工机床模块化设计的设想 ,并利用了模块化超精密组件设计了几种典型的超精密机床。     

现代超精密加工机床的发展及对策

超精密加工机床是实现超精密加工的重要机械装备。介绍了当前国内外超精密机床的发展现状,从系统的角度分析了影响机床加工精度的因素,并对我国超精密加工机床的研发提出了一点建议。     

超精密静压支承部件及其在超精密加工机床的应用

超精密加工技术与装备在近年得到极大发展。超精密静压部件是超精密加工装备关键共性部件。以平面气体静压支承为例,介绍了静压支承基本工作原理。对超精密液体/气体静压主轴、导轨和转台的结构特点、技术特性、应用场合作了较全面的介绍;以典型超精密加工机床为例,介绍静精密静压主轴、导轨和转台在超精密加工机床中的应用。     

基于可补偿误差项的机床几何误差建模与补偿技术

提出一种可分离数控机床刀具与工件之间可补偿与不可补偿几何误差源的方法;依据可补偿误差项建立误差补偿模型;采用激光干涉仪+直角镜的垂直度直接辨识方法检测出几何误差,导出补偿量计算式,选用西门子840DNC的几何误差补偿模块进行补偿实验,其中8项指标补偿后的几何误差减小比例在16.5%～92%,补偿效果显著。实践证明本文作者所提出的机床可补偿几何误差的建模与补偿方法是有效和可行的,其补偿方法同样可以用于不同类型的机床。     

超精密车床加工端面实时误差补偿及平面度测量系统

本文提出了一种超精密车床加工端面实时误差补偿方法,并对工件加工表面进行在线测量,用最小二乘方法计算平面度误差,结果表明零件平面度改善了６２％,证明所提方法是可行的。     

大型超精密机床数控系统的研制

文章以自行研制的大型非球面超精密数控机床数控系统为对象,介绍了其软、硬件构成和为其配套研制的自动编程系统.并分析了系统超精密定位和反馈检测性能,其能很好满足所装备的大型数控机床的超精密定位和位置跟踪指标,能进行大型非球面光学零件的超精密加工.     

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。     

车铣复合机床回转轴精度检测和误差补偿分析

介绍自行研发的车铣复合机床,分析机床的误差源和提高机床加工精度的方法,并且通过Renishaw ML10激光干涉仪和RX10旋转轴校准器系统对车铣复合机床B轴位置精度进行了检测,根据检测结果进行误差补偿研究和实验验证。实验结果表明补偿后B轴位置精度可满足车铣复合机床的加工精度要求。     

并联机床误差控制和补偿的流程

并联机床的误差是目前制约并联机床在高精度场合应用无法回避的主要因素。并联机床误差控制和补偿的总流程是从减小并联机床的设计误差开始,先控制并联机床的设计和制造误差,再在并联机床的使用中逐项补偿或综合补偿并联机床的误差。逐项补偿并联机床误差的流程是先补偿刀具和铰链坐标的温度误差,再补偿杆长误差,并在并联机床加工工件的刀位数据中逐项、依次间接补偿误差。综合补偿误差的流程是先综合补偿并联机床的误差,再分别模拟加工和试加工,在模拟加工和试加工的刀位数据中补偿误差,直到工件达到加工要求为止。     

浅谈通过数控系统的补偿功能减少伺服轴定位误差的方法

对于德国西门子840C数控系统控制的机床，通过对与数控系统的补偿功能有关的机床数据进行计算和设置，实现对该机床的所有伺服轴定位误差进行补偿，使该项误差限制在机床允许的误差范围内，提高了机床的加工精度。     

加工中心定位误差的设计与补偿

加工中心的定位误差是关系到其加工精度的重要因素。为此,提出了一种基于误差设计思想的软件补偿方法,由激光干涉仪采集到的定位误差,设计了误差补偿模型,并结合加工G代码的相关特性建立了加工空间的全局误差数据库,在该数据库中,误差补偿信息充分,可以自动地完成对不同加工G代码的误差修正,保证了每一次的加工补偿精度。最后进行了误差补偿实验,结果表明经过误差补偿后的加工中心定位误差明显减小,实验还证明了该方法所具有的实用性和通用性。     

五轴联动机床的误差补偿与优化研究

以五轴联动精密卧式加工中心为研究对象,首先阐述了五轴联动机床的圆度测试过程,对可能出现的测试结果给出分析与解决方法;从而得到具体的检测步骤以及相应的机床数据;最后讨论了同步龙门轴的调整问题.实验结果表明了所述方法的有效性.     

精密立式加工中心运动轴的定位误差补偿研究

以某精密立式加工中心为对象,在西门子840D(Sinumerik 840D)数控系统平台下,基于分段补偿算法,利用Renishaw激光干涉仪对机床运动轴的位置精度进行定点测量,实现了对定位误差的补偿。实验结果表明了所述方法的有效性。     

超精密研抛机床转摆机构的优化

为了实现复杂光学曲面的研抛加工,自行研制了一台转摆联动的五轴超精密研抛机床,并对其关键组成机构——转摆联动装置进行了优化设计。利用ANSYS Workbench软件对摆台的静力学特性进行了分析;同时以滑块位姿变化过程中摆台变形最小为优化目标,对摆台做了结构优化。基于动力学分析方法对气浮转台进行合理简化,利用ABAQUS对转台的转动部分模态分析。结果表明:优化后的机构在满足承重情况下的最大变形量明显减小,能够满足精密研抛加工的要求。     

基于减小间隙极限环的超精密机床伺服控制技术研究

通过分析超精密机床伺服控制系统的特性,得出系统中传动部件的间隙非线性环节是影响系统性能的主要原因.为补偿间隙的影响,本文提出了在不改变原有的控制器基础上,通过引入速度反馈而减小间隙极限环的方法.将该方法应用于实际系统中,得到了闭环定位时系统的最大稳态输出误差不超过±40nm的控制精度.     

弧齿锥齿轮机床运动误差对齿面误差的影响北大核心

依据弧齿锥齿轮齿面数学模型,对齿面进行了离散化处理,结合旋转投影原理,确立了弧齿锥齿轮齿面离散点三维坐标的计算方法,进行了齿面离散点三维坐标实例计算;并采用NURBS方法建立了弧齿锥齿轮齿面三维模型,分析了弧齿锥齿轮机床运动误差对齿面误差的影响,并通过弧齿锥齿轮齿面离散点误差计算和分析对其影响规律进行了研究,可以为弧齿锥齿轮齿面误差补偿及弧齿锥齿轮加工机床精度设计提供理论参考。     

数控机床在线检测系统的定位误差补偿实验研究

为了提高数控机床在线检测精度,研究机床各个轴的定位误差对数控机床在线检测精度的影响。针对数控机床误差补偿进行实验研究,采用激光干涉仪在数控机床上测量出各个轴的定位误差,将各个轴的定位误差依次进行补偿;并以Visual C++6. 0为工具,编写了三次样条曲线的算法程序,将测量的数据点拟合成一条曲线,达到可以预测机床任意点误差的效果;进行标准块检测实验。结果表明:在数控机床在线检测系统中实施误差补偿,效果较为明显,利用补偿软件可以实现对数控机床任意点进行补偿。     

多轴机床几何误差建模与补偿技术的研究

基于多体系统运动学理论,分析了多轴机床的拓扑结构关系及各个运动轴的误差项元素,建立了多轴机床运动空间的几何误差模型。基于Labview开发了误差补偿平台,进行了误差补偿试验。通过对比补偿前后各轴线性定位误差和补偿前后的数控加工代码,验证了所建立的误差模型的正确性,且该补偿方法是可行的。