车铣复合数控机床空间误差建模和补偿

空间误差是影响车铣复合数控机床零件加工精度的最重要因素，现有方法对机床各轴的定位精度提升效果不好，为此设计车铣复合数控机床空间误差建模和补偿方法。忽略机床两个旋转轴的位置无关误差，通过齐次坐标变换理论构建其几何误差辨识模型，对几何误差辨识模型进行简化，实现两轴的几何误差辨识。在工件坐标系下，根据旋转轴几何误差辨识结果，采用多体理论构建机床空间误差模型。基于此误差模型，利用理想状态的逆运动学设计同步空间误差补偿策略，通过迭代方式对各轴补偿值进行计算，实现空间误差补偿。测试结果表明：设计方法补偿后，实验机床X轴、Y轴、Z轴的定位精度提升了0.6μm,B轴、C轴的定位精度提升了4″、3″,各轴的重复定位精度有很大提升，机床的反行程实验圆度也有所提升。     

基于多因素影响的数控铣床定位误差研究

定位误差测量的可靠程度决定了能否有效提高数控铣床的定位精度。采用Laser XL-30激光干涉仪对MVC850B数控铣床进行定位误差测量实验,研究了不同条件因素对定位误差的影响。在实验测量过程中,首先利用环境参数补偿方法进行试验对比,得出环境参数(包括气温、气压、湿度)对定位误差测量的影响。然后以进给速度、测量间距、加工时间为自变量因素,反向间隙误差和螺距累积误差作为响应结果,利用三因素双目标统计分析方法,得到不同因素对响应结果的影响程度,同时发现数控铣床定位误差与自变量的变化关系。最后通过观察某一段时间内定位误差的概率分布曲线,进一步得到误差测量的可靠度和机床运动精度保持性,预测出机床可能出现的误差位置,可有效地采取措施提高数控铣床定位精度。     

激光干涉测量中的误差分析与补偿

介绍了双频激光干涉仪的测量原理,从安装和测量等方面深入分析了激光干涉测量所固有的系统误差、阿贝误差及余弦误差、环境误差及延时误差,讨论了各种误差对测量结果的影响,并给出了相应的误差补偿方法。     

螺距误差补偿在提高数控转台定位精度中的应用

本文介绍了回转轴的螺距误差补偿原理和基于激光干涉仪的螺距误差测量系统,并讨论了这种螺距误差补偿方法在提高数控转台定位精度时所出现的问题和解决方案。     

基于PMAC数控机床定位精度控制研究

数控机床定位精度和重复定位精度直接影响数控机床的加工精度。通过分析影响数控机床定位精度的原因,利用系统螺距误差补偿方法对数控机床进给系统的定位精度进行补偿。试验结果表明：该误差补偿策略显著提高了系统的位置精度和运动精度,为提高机床的加工精度奠定了基础。     

基于Renishaw的数控机床定位精度和动态性能的研究

阐述了用Renishaw激光干涉法测量误差的原理,并且通过计算机控制的误差补偿系统对数控机床的定位误差进行补偿,实验结果表明这种方法可以大幅度提高数控机床的定位精度.通过分析数控机床机械传动部件的数学模型,得出数控机床进给系统低速爬行的原因,并提出了提高数控机床低速进给运动的平稳性和运动精度的措施.     

多轴数控机床转台定位误差分析与补偿

旋转轴是多轴数控机床关键性部件,其精度对机床精度影响巨大。分析转台常见安装误差对数控机床精度的影响,利用激光干涉仪对转台定位精度进行高密度的测量,通过优选误差点,确定少数补偿点进行补偿。补偿实验结果表明:关于数控机床转台安装误差对定位精度影响的理论分析正确,采用优选补偿点的补偿方法能有效消除转台安装误差的影响,数控机床转台定位精度明显提高。     

基于多体系统理论的矫直机几何误差的建模与补偿

针对矫直机的几何误差建模和补偿技术进行研究。将矫直机床视为一个多体系统结构,完成对矫直机的拓扑结构描述,并进行压头、夹头和跨距调整等关键运动部件的误差分析。通过其次变换矩阵体系统推导机床几何误差模型,基于建立的误差模型,采用激光干涉仪识别机床运动轴的几何位置误差。提出矫直机的几何误差补偿方法并设计与开发补偿软件,对矫直机定位精度进行补偿。通过实验进行了误差补偿效果评价,实验结果证明误差模型的正确性以及软件补偿的可行性。     

一种新型激光测量仪在X-Y工作台定位误差动态测量和补偿中的应用

论述新型激光测量仪OFV-5000的测量原理和方法,分析X-Y工作台定位误差的构成,指出滚珠丝杠的螺距误差是影响工作台定位精度的主要因素,结合实验室的具体情况设计了一种X-Y工作台定位误差的动态测量方法。在分析定位误差的基础上,提出采用前馈补偿方法减小定位误差,并通过实验证明前馈补偿对提高系统定位精度非常有效。     

基于数控指令修正的数控内圆磨床几何误差补偿

为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明：通过修改数控指令能够提高机床加工精度。     

基于PMAC快速PID整定与精度补偿研究

数控系统中动态性能与定位精度决定了加工质量及效率,为满足磨床数控系统控制要求及加工精度,研究快速整定PID方法及提高定位精度补偿方式,基于PMAC运动控制器搭建五轴数控工具磨床的全闭环伺服系统。针对伺服系统动态性能差、跟随误差较大等问题,阐述了基于PMAC的前馈-PID陷波滤波器伺服算法,提出了快速PID整定方法。针对定位精度差的问题,论述了定位补偿原理及方式,使用激光干涉仪进行目标点测量后制作螺距补偿和反向间隙补偿表。结果表明,PID整定方法得当,五轴磨床的动态响应性能良好,跟随误差大幅度减小;定位补偿措施合理,定位精度和重复定位精度大幅度提高,达到设计要求的3μm以内。     

数控机床平动轴误差辨识及补偿研究

为了大幅提升数控机床平动轴的运动精度,从而满足当代数控系统对其高精度的要求,针对机床平动轴的空间几何误差开展了深入研究,提出了可以有效辨识平动轴空间几何误差的便捷方法,并基于齐次坐标变换原理建立了平动轴空间几何误差的辨识模型;针对机床平动轴定位误差的特性,提出了可以实现有效补偿的增量式误差补偿原理,并建立了相应的误差补偿模型。经验证,所提出的平动轴误差辨识法和增量式误差补偿原理不仅理论正确,而且可以大幅地提高机床平动轴的定位精度。     

基于加减速控制的自适应加速度反向间隙补偿

针对数控机床滚珠丝杆进给系统中反向间隙的存在严重影响数控机床定位精度的问题,提出基于加减速控制的自适应加速度反向间隙补偿方法。基于该方法建立反向间隙传动模型,计算补偿过程的加速时间,在加速时间不等于伺服周期整数倍时,反推补偿过程中的加速度值,从而准确补偿反向间隙,避免出现过补偿或欠补偿现象。通过仿真验证该补偿方法的有效性,数控平台实验结果是该补偿方法可将X轴目标点正、负向平均偏差减小在-2μm~3μm之间波动,表明所提出的方法可以有效降低因反向间隙造成的定位误差,提高了数控机床的定位精度。     

基于HNC-818B数控转台螺距误差补偿的研究

介绍了数控转台的螺距误差补偿原理和自准直仪误差测量系统,对配备HNC-818B系统的数控转台进行了定位精度检测,并对数控转台进行了螺距误差补偿。结果表明:螺距误差补偿可以提高数控转台的定位精度和重复定位精度。     

极坐标数控铣齿机回转台运动精度干涉测量

根据极坐标数控铣齿机床回转工作台的运动特点,采用Renishaw双频激光干涉仪测量回转台的运动精度,对干涉仪角度测量原理和光路调节方法进行了详细探讨,获得了准确的回转台定位精度和重复定位精度数据,最后根据已建立的几何误差模型,并利用辨识得到的误差数据,可以准确计算出机床的各项几何误差,为误差补偿提供了理论依据。     

基于速度箝制算法的数控机床定位精度的测量与补偿研究

为了进一步提高数控机床的定位精度,文章提出了一种软件补偿算法——速度箝制法。该算法通过对机床的进给速度进行控制来实现机床的反向间隙补偿与螺距补偿,从而有效提高机床定位精度。速度箝制算法是通过减小机床进给速度的变化幅度,让进给轴的速度一点一点变化而不是骤然降速,使轴的速度具有一定的平滑性,从而减小机床由于振动过大引起的误差。利用英国雷尼绍公司(RENISHAW)生产的XL-80激光干涉仪对配有实验室自主研发的沈阳计算所L10数控系统的CAK3665数控机床进行定位精度的在线检测,并对机床的定位精度进行在线补偿。对补偿前后的数据进行对比分析。试验结果表明,该软件补偿法使机床Z轴的定位精度从11.3μm减小到了1.6μm,误差减小86%以上,具有一定的实际意义和应用前景。     

双频激光干涉在数控机床定位误差补偿系统中的应用

本文阐述了双频激光干涉仪的测量原理、精度和测量方法，并在计算机控制的误差补偿系统中，应用双频激光干涉仪对数控机床的定位误差进行补偿，实验结果表明：这种方法可以大幅度提高数控机床的定位精度。     

华中HED-21S数控实验台螺距误差补偿的研究

螺距误差是造成数控机床加工精度下降的重要原因之一.针对华中HED-21S数控实验台产生的螺距误差,通过分析螺距误差补偿原理,对z轴误差进行了补偿.实验结果表明:利用螺距误差补偿消除传动部件间隙,能够提高数控机床的定位精度和重复定位精度.     

机床进给系统精度分析与控制研究

机床进给系统的精度对工件加工精度有很大的影响.以基于PMAC的数控进给系统试验台为例,建立其进给系统的数学模型,并通过系统的PID参数调整、前馈的应用以及螺距误差补偿等方法对进给系统的精度进行了分析和控制,有效地提高了系统的运动精度和位置精度.     

非球面数控磨床的误差建模与补偿研究

以实验室自主研发的非球面数控磨床为研究对象,系统分析了该磨床几何误差元素,基于齐次变换原理和多体系统理论,建立了该磨床包含所有几何误差源的综合误差模型。基于双频激光干涉测量仪,应用9线误差辨识法和回转误差辨识法建立了以磨床单项误差为变量的组合方程,并求取了磨床的各误差分量。针对非球面数控磨床定位误差的特性,提出了增量式误差补偿原理。研究表明:该误差建模及补偿原理可以有效地提升非球面数控磨床的定位精度。