五轴数控机床旋转轴转角定位误差建模及补偿

为了提高五轴数控机床加工精度,减小旋转轴转角定位误差,提出了基于三次样条插值的转角定位误差数学模型,研发了基于数控系统外部坐标原点偏移功能和以太网通讯的误差实时补偿系统。对测量所得的转角定位误差进行三次样条插值建模,得到误差数学模型,应用该误差模型和自主研发的误差实时补偿系统,对VMC0656型双转台五轴数控机床实施转角定位误差补偿。补偿结果表明所提出的模型具有拟合精度高、计算简便直观、补偿效果好等优点,可以有效地提高五轴数控机床旋转轴转角定位精度。     

机床丝杠热误差的测量与补偿研究

为了提高数控机床的加工精度,提出了数控机床丝杠的热误差建模和补偿方法。通过分析丝杠的热变形云图得出温度传感器的布置位置。根据温升与误差的关系进行线性拟合建立热误差的数学模型。利用HNC-848数控系统的补偿模块进行参数设置从而实现在线实时补偿。经过激光干涉仪测量验证该补偿方法能够有效地提高机床的加工精度。     

基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法

为了提升五轴数控机床各旋转轴精度,解决旋转轴几何误差难以测量的问题,提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对AC双转台和BC摆头转台的结构特性,采用旋转轴与直线轴联动的测量技术,可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性,推导了测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系,在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间,实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床AC双转台几何精度进行检定,提高了旋转轴的几何精度,实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。     

基于步距规的HNC-818数控铣床螺距误差补偿研究

基于HNC-818数控系统自带功能,利用步距规测得数据对其X轴进行螺距误差和反向间隙的补偿设置。补偿后,再次利用步距规检测发现,它的各项位置精度指标有了明显改善。此外,该方法对提升开环和半闭环控制系统的数控机床的定位精度有一定的借鉴意义。     

基于球杆仪的五轴数控机床误差快速检测方法

几何误差是五轴数控机床重要误差源,针对传统测量方法仪器昂贵、测量周期长问题,提出基于球杆仪的五轴数控机床几何误差快速检测方法。对于机床的平动轴误差,利用多体系统理论及齐次坐标变换法,建立平动轴空间误差模型,通过球杆仪在同一平面不同位置进行两次圆轨迹,辨识出4项平动轴关键线性误差;针对五轴机床的转台和摆动轴,设计基于球杆仪的多条空间测试轨迹,完整求解出旋转轴12项几何误差。实验结果显示,所提方法获得转角定位误差与激光干涉仪法最大误差为0.001 8°,利用检测结果进行机床空间误差补偿,测试轨迹偏差由16μm降至4μm,为补偿前的25%,验证了方法的有效性。提出的五轴机床几何误差检测方法方便、便捷,适用于工业现场。     

美国光动公司航天激光校验系统

美国光动公司(0PTODYNE，INC)最近宣布专为大型五轴机床的完整空间校验与补偿而设计的激光校验系统，对于静态定位误差、角度误差、旋转轴误差及动态性能皆可测得。空间定位误差包含3个直线位移误差、6个直线度误差及3个垂直度误差。角度误差包含各轴俯仰度、偏转度及横摇度。旋转轴误差包含五轴机床的A、B、C旋转轴。     

空间误差在数控系统的嵌入式补偿技术研究

随着对数控机床加工精度要求日益提高,单项几何误差补偿已无法完全满足数控机床的加工精度要求。基于相对误差分解、合成补偿法,开发了三维空间几何误差补偿嵌入式模块。在HNC-8型数控系统中实现了深层次嵌入式的补偿模块集成,并进行了实验验证,结果表明补偿效果明显,可大幅度提高数控机床的加工精度。     

用于大型五轴加工中心空间测量、补偿以及动态性能测量 全新航天型MCV－5000系列激光测量系统

全新的MCV-5000系列是专为大型五轴加工中心完整的体积测量及补偿而设计的。可以测量静态定位误差、角误差、旋转轴误差，以及动态性能。体积定位误差包括了3个直线位移误差、6个直线度误差以及3个行度误差。角误差包括了每个轴的上下角偏、左右角偏以及滚动角误差。旋转轴误差包括了五轴机床的转动的A、B、C轴。动态性能包括了圆和非圆的轨迹测量，是为调整伺服参数、向前进给、预览、速度、加速度以及机械振动而设计的。     

用于大型五轴加工中心空间测量、补偿以及动态性能测量全新航天型MCV-5000系列激光测量系统

展位:W2-907全新的MCV-5000系列是专为大型五轴加工中心完整的体积测量及补偿而设计的。可以测量静态定位误差、角误差、旋转轴误差,以及动态性能。体积定位误差包括了3个直线位移误差、6个直线度误差以及3个行度误差。角误差包括了每个轴的上下角偏、左右角偏以及滚动角误差。旋转轴误差包括了五轴机床的转动的A、B、C轴。动态性能包括了圆和非圆的轨迹测量,是为调整伺服参数、向前进给、预览、速度、加速度以及机械振动而设计的。航天型激光测量系统为测量体积定位误差使用最新的激光矢量技术。设置及操作非常容易,也很紧凑、效率高及…     

双转台五轴数控机床误差实时补偿

以双转台五轴数控机床为对象,建立各移动轴和旋转轴运动的数学模型,以工件坐标系为基础坐标系,应用齐次坐标系变换理论,推导任一时刻各轴运动在工件坐标系中的位置误差数学表达式.针对五轴机床的移动轴和旋转轴同时运动存在耦合的情况,提出一种分步实施的解耦补偿方法,即在实施误差补偿时首先进行姿态误差补偿,通过旋转轴的旋转运动将工件的实际姿态调整到与理想姿态相同,然后通过移动轴的平移运动进行位置误差补偿,并相应建立五轴机床误差补偿数学模型.通过仿真分析和对曲面零件的实时补偿加工试验,明显提高加工精度,并有效避免直接进行补偿加工过程中可能带来的运动干涉情况,从而验证该五轴机床误差补偿数学模型及其实时补偿的可行性和有效性.     

转台误差对数字天顶仪轴系误差的影响

针对数字天顶仪在定位过程中存在的的轴系偏差,研究了如何对光轴与旋转轴、旋转轴与垂直轴之间的角度偏差进行补偿的方法。为了高精度地解算出测站点位置垂直轴的天文坐标,采用对称位置的两幅星图直接解算旋转轴的坐标,从而避免了光轴与旋转轴之间的补偿。采用双轴倾角仪测量倾角,并对旋转轴进行倾角补偿得出垂直轴的位置坐标。考虑进行轴系补偿时,转台误差会对旋转轴坐标和倾角补偿造成影响,分别研究了转台误差对于旋转轴以及倾角补偿的影响,并得出了转台误差的范围。实验结果表明:当测站点纬度的绝对值小于或等于88.3°时,转台误差必须小于或等于35″;当测站点纬度的绝对值大于88.3°时,转台误差值要小于|1 166.8cosδ|″。在对称位置解算测站点位置坐标时,必须提高转台的精度,以减小转台误差对于定位精度的影响。     

数控机床误差分析及双层智能补偿技术

误差补偿是数控机床高速高精加工的核心技术之一,通过对数控机床静态几何误差、动态误差及热变形误差的分析,给出建模、检测及识别方法,提出各项误差相对应的误差补偿方案及智能化综合误差补偿方案,实现后将该模块集成在数控控系统中可满足各种型号的多轴联动数控机床应用。     

三维激光球杆仪的系统误差分析与补偿

三维激光球杆仪是自研发的一种被动式激光跟踪仪,为了提高其测量精度,该文系统地分析了其主要误差源及补偿方法。首先,通过误差源分析,基于多体系统误差建模理论对仪器进行精度建模;其次,针对误差补偿模型,提出了简单有效的模型参数测量方法,即多齿分度台和光电自准直仪标定二维转台两测角误差,正倒镜法测量两旋转轴的不相交度,精密三轴机床测量轴系不垂直度误差;最后,完成精度补偿验证。实验结果表明,在有效测量范围内,补偿后的垂直度误差从120μm减小到28μm,X轴定位误差从20μm减小到8μm,Z轴定位误差从60μm减小到25μm。研究表明该补偿方法在不改变硬件结构的基础上能有效提高仪器的精度。     

标定方法应用于LAMOST光纤定位单元的跑合测试

LAMOST光纤定位单元的跑合测试,是对定位单元进行原始角度误差测量、参数测量及单元位置检测等,其中单元中心轴和偏心轴角度误差测量及补偿修正是保证定位单元准确定位的关键.提出的标定方法建立了中心轴、偏心轴的运转脉冲数与中心轴、偏心轴实际转角的关系,使标定后的单元角度误差控制在±0.1°,提高了定位精度.     

五轴数控机床空间误差测量、建模与补偿技术研究

正五轴机床相比于三轴机床,它能加工各种复杂表面,具有更高的生产效率、更好的灵活性和更少的装夹时间。然而,两个旋转轴引入了更多的几何误差,譬如旋转轴轴线的位置误差和平行度误差等,导致了五轴机床有较大的空间误差。本研究旨在首先测量和辨识五轴机床平动轴和旋转轴的所有41项几何误差元素,然后对机床的空间误差建立数学模型,最后对机床的空间误差进行补偿,从而提高机床的整体精度。     

一种模糊补偿相邻耦合多轴同步控制结构研究

针对某轻工机械多轴转角位置同步控制精度问题,对多轴同步控制结构和控制策略进行了研究。在分析传统同步控制策略的基础上,针对研究对象转角位置同步误差要求,同时为了解决系统轴数较多时造成控制器在线计算量大的问题,改进了传统的交叉耦合同步结构,提出基于一种模糊补偿相邻耦合多轴同步控制结构。在相邻偏差补偿模块采用模糊PI(比例积分)控制算法,使得系统在负载扰动的情况下仍能保持良好的同步稳定性。仿真和实验对比结果表明,该同步策略控制精度较高、收敛速度快、满足稳定性要求,很好地实现了研究对象的同步控制要求。     

华中数控自主知识产权的数控系统

1华中“世纪星”HNC-21／22数控系统 华中“世纪星”HNC-21／22数控系统采用彩色液晶显示器，支持6轴联动和全闭环控制，适用于各种车、铣床加工中心等机床的控制，采用国际标准G代码编程，与多种CAD／CAM自动编程系统兼容。     

光学自由曲面研抛机床的综合误差建模与补偿

为提高光学自由曲面的加工精度,本文基于多体系统理论建立了五轴数控研抛机床综合误差模型。采用直接测量方式对各轴的移动误差和转角误差进行重复测量与分析,发现不同进给速度和测量间距对移动误差和转角误差没有显著影响。把误差数据代入综合误差模型中,得出研抛机床综合误差在x轴、y轴和z轴轴向上的移动误差和转角误差分量的变化规律,进而获知线性位移误差是影响综合误差最主要的因素。依据综合误差模型进行补偿实验,补偿后x轴、y轴和z轴的线性位移误差分别下降88%、89%和84%,补偿效果显著。实验结果证明本文所提出的综合误差建模及补偿方法具有较高的精度和较好的鲁棒性。     

水平式光电望远镜目标定位误差的预测

为了确定水平式光电望远镜的各主要误差对观测精度的影响,提高望远镜的指向精度,对它的目标定位误差进行了分析。针对水平式望远镜的结构特点,通过分析从被测目标到望远镜相面产生目标定位误差的光、机、电等各种误差因素,建立了水平式望远镜目标定位测量方程。应用蒙特卡罗法进行误差仿真,预测出水平式望远镜的目标定位误差,并对各误差的敏感性进行了分析。选取敏感性高的误差项建立误差补偿模型,对实拍星体误差进行补偿实验,结果表明:补偿后经轴转角误差标准差从66.4″降低到3.3″,下降了95%;纬轴转角误差标准差从49.4″降低到5.6″,下降了89%。所用方法和模型能够对主要误差进行分析和预测,可为水平式光电望远镜的总体设计提供参考。     

垂直度误差对五轴数控机床误差建模精度和复杂度的影响

通过理论推导,证明了垂直度误差在作为平移误差元素建模和作为转角误差元素建模时对误差模型的精度和建模复杂度的不同影响。研究结果表明,对于误差建模过程的复杂度,作为平动误差的建模复杂度小于作为转角误差建模,垂直度误差增多时,复杂度的区分更加明显,主要表现在建模矩阵中附加了转角误差矩阵;对于补偿精度,只需要位移补偿的机床,两种建模结果的补偿效果相同,但对于需要角度补偿的多轴机床,作为转角误差建模获得的补偿矩阵的精度要高于作为平动位移。因此,提出在进行五轴机床误差综合建模时把垂直度误差作为平移误差建模的理论。