基于热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究

对加工中心在线检测软件误差补偿技术进行研究,基于Windows平台开发了在线检测误差补偿软件,并对软件开发中的关键技术：建立检测系统的几何误差与热误差综合模型,测头误差处理技术进行了研究。该检测软件可以同时对测头误差、机床几何误差与热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行丁实验验证。     

四轴联动加工中心几何误差软件补偿技术研究

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,建立了四轴联动加工中心的几何误差模型.基于Windows平台开发了误差补偿软件,可以对测量数据进行机床几何误差的软件补偿,有效地提高了在线检测精度.软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证,补偿效果明显.     

具有丝杠热误差补偿功能的在线检测软件的开发

文章结合丝杠热变形的非线性等特点,采用径向基函数神经网络方法建立丝杠热变形误差模型.同时基于Windows平台开发了相应的补偿软件,该软件可以同时对机床几何误差与主轴、丝杠热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度.软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证,补偿效果明显.     

加工中心几何误差建模分析与误差补偿策略

运用齐次坐标变换原理和刚体假设，建立了加工中心从刀点到工作台的总体误差传递矩阵，推导出了通用的加工中心几何误差计算模型；用此模型对TH6350卧式加工中心进行了几何误差计算，并对误差模型进行了校验和分析，提出了基于PC机的加工中心误差补偿策略。     

精密卧式加工中心的软件误差补偿技术研究

以某款精密卧式加工中心为研究对象,以西门子840D数控系统为平台,给出了机床轴运动的综合几何误差模型,阐述了综合几何误差的软件补偿实现方案,并利用激光干涉仪对上述补偿方案进行了实验验证。实验结果证明了该软件误差补偿方法的有效性。     

车铣复合数控机床几何误差补偿技术的研究

研究车铣复合数控机床存在的几何误差问题。根据车铣复合数控加工中心的结构特点,以多体系统运动学理论为基础,采用低序体阵列描述车铣复合加工中心的拓扑结构,分别建立了车铣复合数控机床的车削模式和铣削模式的精密加工方程,并设计误差补偿软件和进行仿真试验。实验结果表明:运用多体系统运动学理论建立的车铣复合数控加工中心几何运动误差模型是正确的;软件误差补偿提高了车铣复合数控加工中心的加工精度,效果明显。     

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。     

精密卧式加工中心空间误差的建模、测量与补偿技术

采用空间误差补偿技术,可有效提高数控机床的空间定位精度。以一台精密卧式加工中心为对象,系统阐述其几何误差补偿中的关键问题及解决方案。通过三维误差建模与分析,得到该机床的21项几何误差中有17项需要测量和补偿,另外4项误差对机床定位精度的影响甚微。以此为依据,设计误差测量及补偿方案,并给出误差的具体测量方法和补偿结果。结果表明:经过一次系统地误差测量与补偿,精密卧式加工中心的空间定位精度可以提高50%～70%;合理规划和实施空间误差测量,可大幅提高测量效率。     

基于多体理论的加工中心热误差建模及补偿技术研究

文章基于多体系统理论,提出四轴加工中心的热误差建模理论和方法,同是运用RBF神经网络方法对热误差模型进行参数辨识.最后对工件优选了5个测温点,实时测量其温度,作为误差参数辨识的输入值,实现了软件实时补偿.在该加工中心上分别沿4个坐标方向加工工件表面并比较补偿结果,表明补偿效果显著.     

基于接触式测头的在线检测关键技术的研究

在线检测即为在机床上对工件进行测量的测量方法,它具有离线测量方法所不具有的优点.本文针对在线检测中存在的主要问题,对该研究涉及的测点布置、测量路径规划、机床误差补偿、测头半径误差补偿等关键技术进行了研究,分析了各类算法及进一步改善的途径,为检测系统的研发提供了支持.     

数控机床三维空间误差建模及补偿技术研究

为了提高数控机床的加工精度,解决由机床三维空间误差引起的工件加工质量降低的问题,在研究多体系统理论误差建模技术的基础上,提出离线补偿和嵌入式补偿两种补偿策略。离线补偿是基于数控加工程序的修正补偿,将机床三维空间误差映射到数控加工程序,通过修改加工程序实现对机床的三维空间误差补偿;嵌入式补偿是基于数控系统的在线补偿,将机床三维空间误差融合到数控系统中,通过修正数控系统中的数据流实现对机床的三维空间误差补偿。实验表明,在不影响机床可靠性的前提下,两种补偿策略均显著提高了数控机床的加工精度。     

Machining contour errors as ensembles of cutting, feeding and machine structure effects

CNC machining has been studied from the perspective of either cutting or feeding. However, machining quality is the outcome of both of these processes. This work investigates the contour errors of a complete CNC machine system. A system model is developed to cover all groups of functions, including trajectory planning, trajectory tracking, cutting process and machine structure. Analysis results reveal the limitations of traditional studies. The dependence of contour errors on trajectory curvature, feed-rate, cutting depth and tracking control is investigated as well. A new model of CNC machining is developed.     

基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型

针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机制和建立精度误差补偿模型的角度,提出基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出B-A摆头五轴龙门数控机床的精度几何误差预测函数模型。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,计算出B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效的误差参数。该精度误差参数建模方法,对不同结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿提高切削加工精度提供了理论基础。     

数控车床几何误差建模与应用

以多体系统理论为基础结合齐次坐标变换原理,以i5T5.2型数控车床为例,分析其组成部件及拓扑结构,通过Matlab软件编写程序建立了该型车床的几何误差模型。通过计算机快速准确地对误差模型进行分析,并将分析结果以统计图的形式显示,便于发现误差分布规律及误差作用规律。通过机床实际加工棒料测得加工误差并与机床误差建模分析结果对比,较好地验证了模型的正确性。在后续实际加工中应用误差建模分析数据进行误差补偿,有效地提高了该型机床的加工精度。     

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。     

Integrated machining error compensation method using OMM data and modified PNN algorithm

This paper presents an integrated machining error compensation method based on polynomial neural network (PNN) approach and inspection database of on-machine-measurement (OMM) system. To improve the accuracy of the OMM system, geometric errors of the CNC machining center and probing errors are compensated. Machining error distributions of a specimen workpiece are measured to obtain error compensation parameters. To efficiently analyze the machining errors, two machining error parameters, W_err and D_err, are defined. Subsequently, these parameters can be modeled using the PNN approach, which is used to determine machining errors for the considered cutting conditions. Consequently, by using an iterative algorithm, tool path can be corrected to effectively reduce machining errors in the end-milling process. Required programs are developed using Ch language, and modified termination method are applied to reduce computation times. Experiments are carried out to validate the approaches proposed in this paper. The proposed integrated machining error compensation method can be effectively implemented in a real machining situation, producing much fewer errors.     

Computer-aided accuracy enhancement for multi-axis CNC machine tool

A computer-aided error compensation scheme has been developed to enhance the accuracy of multi-axis CNC machine tools by compensating for machine geometric and thermal errors in software way. Stationary geometric errors including the coupling effect of linkage errors between machine slides are calibrated off line. Dynamic thermal errors are predicted on line by an artificial neural network model. Because machine errors are variant with the cutting time and slide positions, a PC based compensation controller has been developed to upgrade commercial CNC controllers for real-time error compensation. The real-time compensation capability is achieved by digital I/0 communication between the compensation controller and CNC controller without the need of any hardware modification to the machine servo-drive loops. The compensation scheme implemented on a horizontal machining center has been proven to improve the machine accuracy by one order of magnitude using a laser interferometer and cutting test.