五轴联动机床的主轴热误差补偿

针对某型五轴联动数控机床,给出了温升所导致的主轴热伸长表达式以及各运动轴热误差补偿量与热误差量之间所满足的关系式。描述了利用差动式电容位移传感器测量热误差的方法,阐述了加工时热误差的补偿实现方案。     

龙门式多轴联动机床的几何误差建模

设计一台集加工、检测于一体的小型龙门式多轴联动加工系统,以实现小型或微小型零件的铣、钻、磨削加工。机床除了从结构上提高精度外,也采取了误差补偿的措施,通过对机床进行几何误差建模,得到几何误差模型,以便进行补偿,提高精度。     

五轴数控机床轮廓误差预补偿技术研究

五轴数控机床在加工过程中不可避免会产生误差,为了进一步提高五轴数控机床的加工精度,本文提出了五轴数控机床轮廓误差的预补偿技术,首先分析了轮廓误差的产生原因和组成要素,然后提出了跟踪误差的预测方法并建立预测模型,接着对于轮廓误差的预测进行建模,最后根据五轴机床加工过程中给出的路径仿真得出了轮廓误差未补偿和补偿的对比,结果表明了经过轮廓误差的预补偿,能够很大程度上减小加工过程中出现的轮廓误差,进一步证明了本文方法的有效性。     

四轴联动加工中心误差补偿技术的研究

基于多体系统理论建立了四轴联动加工中心的运动误差模型,提出了几何误差参数的辨识方法以及相应的测量技术,运用传统的测量方法与先进的Ｒｅｎｉｓｈａｗ８测量系统相结合可准确地辨识出四轴联动加工中心的２７项误差参数;在四轴联动加工中心上进行软件误差补偿一坐标测量机进行了检验。结果表明,建模方法具有较强的实用性,对多坐标联动加工中心误差补偿效果明显。     

一种多轴联动加工轮廓误差的向量计算方法

针对进给系统动态特性造成的轮廓误差,提出了一种多轴联动加工轮廓误差的向量计算方法,该方法通过实时读取数控机床的位置反馈和插补器的输入数据,实时精确计算数控机床加工过程中的轮廓误差向量。通过直线、圆和抛物线的Matlab三轴联动加工仿真对该方法进行了验证,结果表明,该轮廓误差的向量计算方法能够简单准确地计算多轴联动加工过程中由于进给系统动态特性造成的轮廓误差向量,该误差向量可用于评价数控机床多轴联动加工精度和提供误差补偿的参考数据。     

半闭环三轴机床静态解耦轮廓控制及螺距误差补偿

为提高半闭环三轴机床加工精度,首先提出单伺服轴的螺距误差补偿方法;在建立半闭环三轴机床解耦轮廓系统模型基础上,研究了静态解耦轮廓控制器的设计,并在所提出的静态解耦轮廓控制系统上实现了螺距误差补偿.实验结果表明,算法有效地实现了轮廓的切线、法线和副法线方向的解耦跟踪控制.加入螺距补偿后,机床加工半球的最大圆度误差由55μm缩小到12μm.     

五轴机床加工零件轮廓误差预测方法

我国经济发展离不开工业进步,而作为工业生产重要工具,五轴机床生产加工的零件轮廓如果产生较大误差,将会直接影响后续产品质量。所以,需要对五轴机床加工零件轮廓误差预测方法探讨,从而摸索降低轮廓误差有效方案。利用侦测意特利五轴联动数控机床的进给轴与待加工零件相关信息,构建误差预测方案,可以实现对生产零件外部轮廓预测误差,对于提升零部件生产质量具有重要意义。     

磁流变抛光预补偿交叉耦合轮廓控制算法

文章首先介绍了直线和圆弧的轮廓误差模型,根据磁流变抛光运动特点推出了三轴联动时的轮廓误差模型,并针对该模型提出了三轴联动预补偿交叉耦合轮廓方法,最后进行了仿真及加工实验.仿真结果表明,在跟踪圆弧轮廓时,采用三轴预补偿交叉耦合轮廓控制算法,轮廓误差由0.045mm减小到0.006mm,可见该算法能有效地减小轮廓误差.通过对球面K9光学玻璃进行的磁流变抛光实验,获得了表面粗糙度Ra0.636nm、面形精度P-V值52.14nm的球形表面.     

基于高精度轮廓误差估计的交叉耦合控制

在交叉耦合控制中,轮廓误差估计公式不仅用于估计轮廓误差大小,而且用于确定交叉耦合系数。估计公式的准确性直接影响轮廓控制精度,传统公式在大曲率位置存在明显估计误差。针对平面自由曲线的轮廓误差估计,研究点-曲线距离函数的微分特性,利用距离函数的Taylor展开提出高精度二阶估计方法,并指出基于密切圆近似的传统二阶方法在象限切换时存在的计算问题,同时对传统公式进行修正。在此基础上设计综合位置闭环反馈和交叉耦合控制器的轮廓跟踪控制器,并结合NURBS曲线进行两轴控制试验。试验结果表明:所提出的二阶方法相比于传统公式轮廓误差估计精度更高;基于所提出的二阶方法和传统公式设计的交叉耦合控制器,前者相比于后者可以显著提高轮廓控制精度。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

五轴联动机床

采用五轴联动机床加工模具,可以减少夹具的使用数量,降低刀具成本,提高模具加工精度。     

伺服运动控制轮廓误差补偿技术研究

针对单轴的定位精度问题提出了迭代学习控制方法来减小跟踪误差,并在传统PID-CCC控制器的基础上提出了模糊自适应算法在线自动调整交叉耦合的PID参数。实验证明将该方法应用于轮廓误差补偿,能够提高两轴的协调性能,可以快速地跟踪轮廓参考轨迹,不但很大程度上减小了系统跟踪误差与轮廓误差,还提高了控制系统的鲁棒性。     

机床热变形误差及其误差补偿技术

采用误差补偿技术是提高机床加工精度的一个重要发展趋势，文中对机床的热变形误差状况和误差补偿技术进行了讨论。对误差补偿技术的研究和应用现状、关键技术、应用过程中存在的问题以及将来的发展趋势作了详细的分析和介绍。     

五轴联动机床旋转中心偏移补偿算法研究

五轴联动数控加工过程中,MCS是机床运动的依据,也是指令刀位点移动的依据。程序中刀位点的指令位置Pm=Pm'+ΔPm;Pm'为基础分量,按转轴的旋转中心Or与MCS的坐标原点Om重合给出;另一分量ΔPm是由于事实上的Om与Or的不重合而导致假定位置与程序中刀位点的指令位置存在着差异而需要的补偿量,它与Or在MCS的位置相关。研究了Om与Or不重合刀位点指令位置补偿量的计算公式,开发了能自动生成带有旋转中心偏移自动补偿功能的数控加工程序的后置处理程序,适用于数控系统不具有RTCP功能及旋转中心偏移自动补偿功能的五轴加工程序编制。     

参数自调整交叉耦合的轮廓补偿关键技术的研究

针对许多CNC两轴联动存在进给负载扰动、机械系统延迟、轮廓误差协调增益控制环的参数不匹配等问题,通过参数自调整就可以达到交叉耦合的轮廓补偿的目的,进而可以提高CNC加工精度。采用CNC机床参数自调整交叉耦合的轮廓补偿方法,调整p进行交叉耦合变增益控制,设计变增益交叉耦合增量C,抑制曲线多轴交叉耦合轮廓控制,使用MATLAB进行仿真。仿真结果表明:采用CNC机床参数自调整交叉耦合的轮廓补偿,可以最大可能地消除了交叉耦合的轮廓,使得自调整交叉耦合的轮廓补偿显著性的提高,该方法有效地提高轮廓精度,满足高速、高精度的插补误差补偿。     

机床几何误差和运动误差及其误差补偿技术

文中对机床的几何和运动误差状况和误差补偿技术进行了讨论。对几何和运动误差补偿技术的研究和应用现状、关键技术、应用过程中存在的问题以及将来的发展趋势作了详细的分析和介绍。指出采用误差补偿技术是提高机床加工精度的一个重要发展趋势。     

基于虚拟轴的蜗杆砂轮磨齿机联动轴误差等效补偿方法

针对蜗杆砂轮磨齿机联动轴的误差补偿难题,提出了一种基于虚拟轴的联动轴误差等效补偿方法.首先,在磨齿机的电子齿轮箱中增设一根虚拟联动轴(SIM1轴),并建立等效补偿换算模型,将电子齿轮箱中各联动轴的误差补偿量换算为虚拟轴的等效补偿量,再线性叠加为最终的虚拟轴等效补偿量.然后,将砂轮磨削的竖直进给运动轨迹离散为一系列样条点...     

多轴数控机床几何误差辨识与补偿技术研究

多轴数控机床在加工的过程中,为了使加工轮廓向理论轮廓逼近,就必须控制误差,因此需要识别和补偿数控机床的几何误差。在研究目前的多轴数控机床技术后,通过10线法、球杆仪等成熟技术展开了对多轴数控机床的几何误差辨识工作,并结合实际的误差情况设计了软件补偿程序,使其生产满足要求。     

基于零相位误差跟踪控制器的轮廓误差交叉耦合控制

针对高精密轮廓加工，在分析系统轮廓误差的基础上，通过减小跟踪误差来间接减小轮廓误差，提出了将交叉耦合控制器和零相位误差跟踪控制器相结合的控制策略。交叉耦合控制器用以增加各轴之间的匹配程度，以减小轮廓误差；零相位误差跟踪控制器作为前馈跟踪控制器，提高了快速性，使系统实现准确跟踪。仿真结果表明所提出的控制方案是有效的，能达到良好的轮廓跟踪效果，从而提高了轮廓加工精度。