四轴数控机床回转工作台上工件任意点的点位跟踪

四轴数控机床，除X、Y、Z三轴外，还有一旋转工作台，立式机床为绕Z轴旋转的C轴。卧式机床为绕Y轴旋转的曰轴。在这些数控机床上加工工件时，工件装在旋转工作台上，操作者找正工件上的基准，将找正数据输入到数控机床的坐标偏置寄存器中，就确定了一工件坐标系。工件坐标系是随工件的形状及装夹位置不同而需随机设定，即工件坐标系对不同的零件来说是可变的。而有些工件，其加工部位与找正基准所确定的坐标系存在一定的角度关系，该角度可能是几个变量值，且图样上标注的基准往往是找正基准。数控机床操作者在加工这类工件时，若工件没有定位夹具，则不同的工件因找正坐标系不同，每装夹一次工件需进行多次繁琐的手工计算，以求得所加工部位相对工作台回转中心的偏移量，或者，有时候采取工件旋转后再次找正的办法，这样就占据了大量的机床等待时间，     

在线测量技术在前端盖加工中的应用

在数控机床上对被加工工件进行在线自动测量是提高数控机床自动化加工水平和保证工件加工精度的有效方法,因此,数控机床工件在线自动测量系统是衡量数控机床技术水平的     

并联机床数控系统软件开发

根据并联机床的特点，开发了一套具有自主知识产权的开放式并联机床系统，该系统是基于工业PC机和Windows98操作系统的单CPU数控系统，所有数控功能均由软件实现，对并联机床数控系统进行了软件模块划分，重点介绍了程序设计模块，加工及仿真模块，手动测量模块的主要功能，该数控系统提供了多种数据接口，参数化编程模块实现了代码自动生成；工件定位模块通过在工件基准平面内采集6点即可自动计算工件在机床坐标系的位置和姿态，实现了工件在机床坐标系任意位置的定位与加工。     

用座标法加工双向斜孔

在加工双向斜孔时,斜孔中心位置的确定是一个难题。因为双向斜孔在加工时其斜孔中心线必须调整到与机床主轴中心线相平行的位置。而此时工件上的设计、工艺及测量基准都变成了倾斜的。为了精确的控制斜孔中心线的位置,必须用增设测量基准的方法,如在工件上适当的位置增加工艺孔、工     

数控机床主轴径向运动误差在线高精度检测

数控机床加工工件时，在切削力的作用下，用“以被加工工件为测量基准”的测量方案，实时测量机床主轴的径向运动误差．为了提高信噪比，采用基于精确重构的小波变换算法去除加工时存在的噪声．这种新算法成功地应用于自行开发的在线检测装置中。为了掌握测量系统频域特征，还从谐波抑制和总体频域特性两方面做了分析。通过实验验证了该方法的正确性。     

数控机床对刀方法

在数控机床加工中,刀具刀位点的运动轨迹自始至终需要在机床坐标系下进行精确控制,但编程尺寸却是按人为的工件坐标系确定的,工件坐标系确定之后,还需要确定刀位点在工件坐标系中的位置,这样,工件坐标系与机床坐标系之间的相对位置关系就确定了,这一过程称为对刀。数控机床加工中经常涉及到对刀问题,对刀问题处理的好坏,直接影响到加工零件的精度和数控机床的操作。我们所说的对刀,包含两方面：一是刀具偏置参数的测量与输入,二是对刀点的确定。     

利用工作台转盘的找正法

在同一工件上多个平面的加工，一般采取先划线，然后在卧式镗床上按划线找正后加工，这种找正方法的积累误差比较大，难以保证设计要求。现采用以划线作参考，利用工作台转盘找正的方法，并对其转角a的计算公式进行推导。该方法在我厂应用后取得了较好的经济效益。现以卧式镗床为例，介绍这种找正法。一、转盘转角a值计算公式1．两平面夹角θ＜180°如图1所示，主轴与工件上两平面的位置关系，由图示位置①转到位置②时，在图示族向上工作台转盘应实际转动的角度a有如下关系：在主轴位置①、位置②和工件上两被加工平面构成的四边形OABC中…     

基于逐次二点法的平面度误差测量方法研究

为了实现工件平面度误差的高精度测量,在没有高精度导轨、高精度光学平面作为平面基准的条件下,根据逐次二点法误差分离原理,将传感器支架固定在刀具进给轴上,随导轨进行直线运动,即可同时分离获得机床自身的运动误差和工件的平面度误差。实验结果表明:将逐次二点法应用到机床上,对工件平面度进行在机测量,剔除掉机床自身运动的系统误差,在精度上优于传统的接触式测量方法,并且不受测量的平面基准、工件的最大尺寸所限制。该方法不仅计算简单、快速易操作,而且更准确地反映了平面度的真实值。利用仿真和实验验证了逐次二点法对平面度的高精度测量的有效性和可靠性。     

机床夹具精度基准平面体系控制法的研究

在夹具精度设计中,应用本研究提出的夹具精度三基准辅助平面体系控制法,有利于实现项目完整、指标合理、易于规范化设计和计算机辅助设计。该方法以夹具复合体为设计对象,以工件结构和加工精度要求为目标,以加工刀具和机床安装基准面为参考体,利用三个基准辅助平面来确定夹具精度控制项目:第Ⅰ辅助基准平面为平行于刀具速度方向、与机床工作台(面)对应的夹具安装基面;第Ⅱ辅助基准平面(线)通过刀具(或夹具)中心,并垂直于第Ⅰ基准平面;第Ⅲ辅助基准平面通过夹具某点,并垂直于第Ⅰ和第Ⅱ辅助基准平面。     

知识窗

正数控回转工作台和分度工作台为了提高数控机床的生产效率,扩大其工艺范围,对于数控机床的进给运动,除了沿坐标轴x,y,z三个方向的直线进给运动之外,常常需要有绕x,y,z轴的圆周进给运动。通常数控机床的圆周进给运动,可以实现精确的自动分度改变相对于主轴的位置,以便分别加工各个表面,这给箱体零件的加工带来了便利。对于自动换刀的多工序数控机床来说,回转工作台已成为一个不可缺少的部件。     

刀库及其自动换刀装置的换刀精度检测方法 和衰退规律研究

刀库及其自动换刀装置是数控机床用于储存和交换刀具的关键功能部件,其性能状态特别是换刀精度直接影响数 控机床能否准确、迅速地完成换刀,是影响数控机床可靠性的关键因素。 通过在主机现场搭建盘式刀库换刀精度检测试验 台,并提出基于两个激光位移传感器的换刀精度检测方法,借助加工中心工作台位置可通过数控系统精确控制,提出激光位 移传感器位置参数标定方法。 制定换刀精度试验方法,并开展 100 万次换刀试验,揭示刀库及其自动换刀装置换刀精度随 载荷和试验次数的变化规律,以及插刀前、拉刀前和拉刀后刀柄精度的变化规律,进而为如何减少刀柄插刀过程中对主轴的 冲击提供重要参考。     

中心和端面同时定位的数控铣削夹具设计

数控铣床批量生产中,如果工件中心和端面均需要定位时,必须要设计一个专用夹具,用来提高生产效率,保证定位精度及加工精度。     

精密卧式加工中心误差建模及实时补偿

结合实际测量方法,建立了适合实时补偿的误差模型,并利用Fanuc数控系统"扩展的外部机械原点偏移"功能和FOCAS开发包针对装有Fanuc数控系统的机床进行了实验验证。结果表明,该方法能有效提高机床精度。     

功能齿廓曲面展成运动的精密闭环数控技术研究

基于锁相混频技术 ,提出了用于机床“内联系”传动链误差测量数据处理的一种新型细分技术和新型零误差双闭环硬件插补同步控制方案。开发了功能齿廓曲面展成运动的全闭环数控电轴传动链和同步控制系统 ,并成功用于Y38A型滚齿机的数控化改造。传动链精度的测量结果和实际功能齿廓曲面加工精度测试表明 :该新型细分技术和零误差双闭环硬件插补同步控制原理是正确的 ,开发的功能齿廓曲面创成运动闭环数控系统具有可操作、插补速度快、精度高、实时性好等特点     

在线测量技术在数控加工中的应用

在线测量用于数控加工中,可以提高加工品质、降低缺陷。了解在线测量的工作原理和配置方法,有利于更好的利用在线测量。通过实现刀具在线监控,可以掌握基本的在线测量应用方法,达到举一反三的效果。     

用于加工中心的在线工件自动测量系统

介绍一种可用于加工中心的在线工件自动测量系统的构成及功能。该系统采用新型触发式传感器 ,可使刀具刀尖自身作为测头测试工件加工尺寸。该系统可用于工件的装夹找正 ,也可对工件进行自动在线测量 ,并能根据测量结果对加工误差进行补偿以提高加工精度     

A control strategy with motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC machine tools

The advanced manufacture technology requires that multi-axis coordinated motion computer numerical control (CNC) machine tools have the capability of high smoothness and high precision. At present, the study of the motion smoothness mainly concentrates on the acceleration and deceleration control method and the look-ahead process of velocity planning in the interpolation stage. The control strategy of the contouring error mainly focuses on tracking error control, cross-coupling control, and optimal control. In order to improve the motion smoothness and contouring precision for multi-axis high-speed CNC machine tools, a multi-axis modified generalized predictive control approach was presented in this paper. In the control strategy, the estimation models of tracking error, contouring error, velocity error, and acceleration error were structured separately. A new improved quadratic performance index was proposed to guarantee the minimum of these errors. Generalize predictive control was also introduced, a multi-axis generalized predictive control model was deduced for motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC system, and an approved multi-axis generalized predictive controller based on the model was designed in this paper. The proposed predicted control approach was evaluated by simulation and experiment of circular, noncircular, and space line trajectories, respectively. These simulative and experimental results demonstrated that the proposed control strategy can significantly improve the motion smoothness and contouring precision. Therefore, the new position control method can be used for the servo control system of multi-axis coordinated motion CNC system, which increases motion smoothness and machining precision of CNC machine tools.     

基于PLC的数控机床电气控制系统研究

数控机床在解决复杂、精密零件的加工方面起到了重要的作用,是具有典型机电一体化系统的数控机床。基于PLC的数控机床电气控制系统是数控技术发展的必然结果。PLC数控机床在应用中有很多优点,例如,电气控制系统通过采用工件自动夹紧、断刀检测和机械手自动换刀等实现了数控机床的自动化。本文探讨了加工中心的电气控制技术和设计方法,对确保机床的安全可靠,提高加工精度和生产率具有重要意义。     

机床的数字控制（下）

论述了机床数控系统的现状和发展趋势,分析了开放式数控系统的体系结构,指出了STEP-NC是下一代数控系统发展方向之一。数控系统通过不断提高插补精度和采用数字总线伺服来提高加工精度的同时,采用信息物理深度融合（CPS）技术,提高数控系统的人机交互、网络化和智能化水平。现在数控系统不仅是生产加工设备的控制系统,也成了智能工厂不可缺少的信息节点。     

基于机器视觉的刀具几何参数测量技术

为了适应金属切削刀具理论研究和生产实践对于刀具几何参数快速、准确在线测量的要求 ,在Lab VIEW平台上开发了基于机器视觉的刀具测量系统 ,利用边缘检测、亚像素精度等图像处理技术 ,实现对车刀各参考平面内的主要几何参数的非接触测量。测量结果表明 ,测量精度可靠