多轴数控机床的几何精度分析

在多体系统理论的基础上,以一台多轴数控机床为研究对象,通过建立几何误差模型,对机床在整个加工空间的误差进行几何精度分析,从而为机床的设计和装配提供可靠的依据。     

面向数控机床装配精度预测的元动作误差建模技术

装配是保证产品质量的重要环节,而装配精度是装配过程的重要度量指标。为预测数控机床最终装配精度,利用"功能-运动-动作(Function-Movement-Action,FMA)"的功能分解原则对机床的装配过程进行结构化分析,将机床分解至基本动作单元-元动作;构建基于元动作的装配误差传递层次架构图,清晰地表达了各装配单元间的装配关系及几何特征之间的逻辑关系;以几何特征误差在装配过程中的传递与积累为基础,构建多层次状态空间模型预测数控机床最终装配精度;以某数控加工中心的Z轴进给功能装配单元为例,验证了该方法在机床装配误差预测中的可行性。     

五轴数控机床的加工精度建模研究

在当前的机械制造行业中,对机械零部件的尺寸精度、几何形状复杂程度等有了更高的要求,建立五轴数控机床的加工精度模型更为重要。基于此,结合五轴数控机床的使用,提出了其中的关键零部件及拓扑结构,并提出了37项几何误差与关键零部件的子坐标,在此基础上完成了五轴数控机床加工精度模型的建立。验证试验证实,该五轴数控机床的加工精度模型有着较高的预测性能,可以投入正常的机械制造生产中。     

基于元动作模块的多轴数控机床精度分析

为充分发挥多轴数控机床大数据的价值,降低运动精度的预测难度,提出了基于元动作模块的精度分析方法。采用多体模型描述机床运动系统的结构和运动关系,利用旋量理论和微分方法推导了用于运动精度评价的坐标误差模型;规划了多轴数控机床大数据驱动的精度分析的结构框架,并重点论述了以元动作模块为基本组成单元的分布式元动作数据库的构建方法,该方法充分发挥历史大数据和实时动态数据的价值,保证了机床运动系统的仿真和精度预测的稳定性与准确性。通过对五轴联动加工中心的刀具运动系统的实例分析,验证了精度分析方法的简便性和适用性。     

[误差建模及精度保证方法]几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法

针对现有误差元素灵敏度分析与后续误差补偿关联性不强的问题,建立运动轴几何误差贡献值模型并提出运动轴几何误差灵敏度分析方法,以获得本身几何误差对机床精度有很大影响的关键运动轴。结合指数积理论和坐标系微分运动理论建立基于误差敏感矩阵的运动轴几何误差贡献值模型,各运动轴几何误差贡献值相加得到机床综合误差模型;计算各运动轴误差权重分量和误差综合权重实现运动轴误差灵敏度分析,选择误差综合权重平均值最大的运动轴为机床关键运动轴,并对关键运动轴的误差补偿方法进行分析讨论。最后,在北京精雕集团的五轴加工中心上进行仿真实验验证。研究结果表明：所建立模型和所提出分析方法是有效的,且只补偿关键运动轴的几何误差贡献值能有效地提高五轴机床加工精度。     

数控机床轮廓运动精度的分析与研究

通过对数控机床进给伺服系统及机构中影响轮廓运动精度的几个主要因素进行仿真研究与测试，给出了在不同因素影响下，轮廓运动的典型误差分布曲线，对数控机床精度调试具有指导意义。     

基于元动作链理论的数控机床故障分析

利用所提出的元动作链方法建立宏观系统可靠度变化与微观元动作运行失效原因之间的联系,对数控机床运行过程中的运行故障进行了分析。以蜗轮齿面磨损失效为例,分析了微观失效原因与故障发生概率的联系,并综合所得到的故障底事件发生概率曲线,融合成系统可靠性曲线,从而实现系统结构信息、系统运行信息、微观失效原因信息、宏观可靠性模型的高度集成。算例表明,所提出的元动作链模型能够对机床的状态变换进行准确描述,有助于精确分析机电系统所有的故障模式,消除了传统可靠性建模过程中的不确定性。     

714G数控机床Z轴运动精度影响因素及解决方法

立式加工中心、数控铣床各轴的运动精度,特别是Z轴的运动精度对最终保证零件加工精度起到关键作用,而影响z轴运动精度的因素很多,在产品设计、研制和用户咨询过程中,通过我们的分析和实际摸索,总结出714G数控机床z轴运动精度的影响因素及解决方法,现介绍如下。     

[误差建模及精度保证方法]一种五轴数控机床热误差建模方法

针对五轴数控机床多个发热源叠加导致的较为复杂的热误差测控难题,提出了一种五轴数控机床热误差建模方法,采用狮群优化算法优化最小二乘支持向量机（LSO-LSSVM）方法对热误差模型的重要参数进行求解,从而有效提高热误差预测模型的效率和精度。使用偏相关分析对大量温度传感器位置进行初步筛选,选取关联性较大的温度变量,根据选取的实测温度数据,分别采用多元线性回归、粒子群优化最小二乘支持向量机与LSO-LSSVM建模方法进行热误差建模,同时对各热误差模型的预测能力进行对比分析,结果表明：使用LSO-LSSVM建立的热误差预测模型的精度和鲁棒性都有很大的提高。对五轴数控机床主要部位实施热误差补偿测试,测试结果表明,采用LSO-LSSVM建模方法可使试件在X、Y、Z三个方向的误差分别减小35.3%、32.2%和43.9%。     

[可靠性建模及试验技术]面向数控机床可靠性试验的多维力随动加载装置

面向五轴联动数控机床的可靠性试验提出多维力随动加载方法,对五轴联动进给主轴施加多维力载荷,形成复杂进给抗力,部分模拟主轴复杂切削力环境。基于6-PUS并联机构研制多维力随动加载装置,采用模糊PID控制器建立显式力控制系统,比例和积分增益可随加载误差自适应调节。在五轴联动数控机床上开展多维力随动加载实验,结果表明,加载装置能够跟随机床主轴的单轴、三轴联动和五轴联动进给运动,根据期望值对主轴施加三维力,加载误差小于3.2%,在机床执行多种加工轨迹时形成有效进给抗力,为后续引入动态加载模拟复杂切削力提供理论和装备支撑。研究成果可为数控机床可靠性试验提供低成本、可循环的加载方式,有利于测试的规模化和标准化发展,也可为精度保持性、超载试验、跑合试验等机床性能测试提供新的负载模拟思路。     

数控机床精度强化方法研究

分析数控机床误差产生的原因,论述提高数控机床精度的方法并进行了比较,针对目前数控机床精度强化存在的问题,提出了建设性的意见。     

多轴数控机床新型自动拉松刀机构分析

多轴机床的代表是五轴联动机床,其加工效率高、精度高,是数控机床先进技术的体现。对数控机床中一种新型的自动拉松刀机构结构进行分析,提出其设计制造过程的重点考虑因素。     

影响数控机床定位精度的环境因素

数控机床的定位精度深刻影响加工零组件的精度与种类,在机械制造与设计领域,数控机床的定位准确度严重影响着机械制造的质量与水平。影响数控机床定位精度的因素有很多,环境因素更是主要的影响因素,外界热量引起的设计误差、机床伺服系统误差等都是影响数控机床定位精度的主要环境因素,只有合理控制环境因素,才能维持数控机床定位精度。     

浅析数控机床位置精度的影响因素及测定方法

随着数控技术水平的发展，对数控机床位置精度的要求越来越高。因此分析位置精度的影响因素，提高位置精度的检测水平，做好位置精度的误差补偿是当务之急。本文主要对这三方面展开讨论，为提高数控机床位置精度的测定提供了可靠的方法。     

浅析提高数控机床精度的关键技术

阐述了数控机床的组成及工作原理,引出了提高数控机床精度的关键技术,并对其中的轨迹插补技术、运动控制技术、误差补偿CNC Machine Tools to Improve the Accuracy of the Key Technologies 技术等做了介绍.     

数控机床设备研究

随着产业升级步伐的加快及产品精度的提高,制造业对于数控机床的要求越来越高,基于这种考虑,数控机床在数控系统和精度控制上,要有更高的突破.     

基于校园网的数控机床联网方案

分析了目前数控机床通讯和管理的现状,详细介绍了基于校园网的数控机床联网方案,主要包括硬件模块功能和数控系统通讯参数设置。该方案已在实际应用中验证通过,效果良好,具有推广应用价值。     

基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测

提出了一种基于光栅尺的数控机床定位精度和重复定位精度检测方法,利用光栅尺、细分计数卡、工控机对数控机床的定位精度和重复定位精度进行检测,并与激光干涉仪的检测结果相比较,实验表明,该方法不仅检测精度高,成本低,而且操作简便。