数控机床主轴系统热特性有限元分析

机床主轴系统的热变形是影响机床精度的主要因素,本文使用有限元法对数控螺纹磨床主轴系统建立了温度场模型并计算了温度分布,然后计算出系统的热变形。计算结果为主轴系统的进一步设计计算和热变形控制提供了基础。     

精密数控机床主轴热伸长补偿技术研究

针对目前精密数控机床热误差补偿问题,在基于主轴热误差测量系统的基础上,提出一种基于FCM聚类、多元线性回归的热误差补偿模型。通过对某卧式加工中心主轴恒定转速和变速工况下进行温敏点测量,建立关键温敏点与机床主轴热伸长的几何关系,通过补偿结果和切削试验表明该方法可以有效地降低主轴热伸长误差,提升零件的加工精度。     

数控机床温度与热误差检测系统

数控机床热变形补偿模型研究和应用中须快速采集大量温度与热误差信号。针对温度和热差信号的特点开发了检测系统,此系统具有方便快速测量机床各部位温度和机床热误差的功能。     

数控机床主轴热变形伪滞后研究及主轴热漂移在机实时补偿

为研究数控机床热变形规律,实现数控机床误差在机实时补偿,进行数控机床主轴热变形理论及试验分析,结果表明,数控机床主轴热变形与主轴温变在距热源约1/3位置存在近似线性关系,即主轴热变形存在伪滞后现象,这一结果为数控机床测温点优化布置及热误差鲁棒建模提供理论依据。为验证机床热变形伪滞后现象,对VM850加工中心主轴热漂移误差在机实时检测并建模,通过自主研发数控机床误差在线实时补偿系统对主轴热漂移误差进行实时补偿,经补偿,机床主轴热漂移误差减少90%以上,有效提高了数控机床主轴精度。     

改善数控机床主轴系统热特性有限元分析精度的方法

提出了一种根据数控机床主轴系统实测温度数据来调整有限元模型热载荷的方法,给出了基于实测数据调整有限元分析关键参数的方法。以数控螺纹磨床主轴系统有限元模型校准为例,通过仿真实验方法说明了所提出方法的应用步骤,并证明了其有效性。     

数控机床热误差建模与补偿

数控机床热变形误差对零件加工精度有重大影响。基于GA-SVR(遗传算法-支持向量回归机)的数控机床热误差建模方法要点有三:其一是数据采样,用不同传感器测量机床关键点的温度与机床主轴变形量。其二是数据训练,把获得的数据进行支持向量回归机建模训练,同时使用遗传算法寻找支持向量回归机相关参数的最优值。其三是数据建模,建立机床热误差模型,并验证模型的准确度。仿真及实验结果表明,基于GA-SVR的数控机床热误差建模方法具有精度高和鲁棒性强的特点。并依此算法建立了以DSP和A/D为核心的热误差补差补偿器。     

数控机床热变形关键点的辨识与补偿方法的研究

阐述了数控机床热误差补偿的基本概念,提出了基于人工神经网络对热变形关键点进行辨识的通用方法,最后对补偿方法进行了讨论。     

龙门数控机床主轴热误差及其改善措施

依据ISO和ASME标准建立龙门数控(Numerical control,NC)机床热误差测试条件,通过主轴恒转速和变转速热误差试验分析主轴箱温度场分布及其对主轴热误差的影响趋势。建立龙门机床误差元素模型,分析影响机床各坐标轴加工精度的主轴热误差分量。研究发现,主轴热误差和主轴箱温度存在单调对应关系,温度对主轴轴向的热伸长误差的影响要远大于主轴径向的热漂移误差,但温度变化相对各坐标变形存在热延迟和热惯性等特性。对主轴径向精度影响最大的热误差分量是由机床生热产生的同方向的偏移误差和与之垂直的偏转误差;对轴向精度影响最大的则是轴向的偏移误差。针对热误差特点和分布规律,提出结构优化、热平衡、误差补偿建模等3种减小热误差的措施,并对其各自优点进行了分析。     

精密数控车床主轴热误差建模

开展了精密数控车床主轴系统热误差补偿的实验与建模方法的研究。建立了精密数控车床主轴系统轴向与径向偏转热误差补偿模型以增强其误差补偿能力,并提高机床加工精度。构建了主轴系统热误差测试平台,应用五点法测试主轴系统热误差,使用热电偶与红外热像仪测量主轴系统温升关键点温度变化数据,应用灰色综合关联分析法实现温度敏感测点辨识。构建了基于粒子滤波重采样粒子群算法的热误差预测模型,对模型预测效果进行评价。结果表明:基于粒子滤波重采样粒子群热误差补偿模型得到的轴向热误差预测残差为-1.29μm~1.55μm,建模精度为95.04%;y向热偏转误差预测残差为-4.68×10~(-6°)~9.66×10~(-6°),建模精度为91.26%;z向热偏转误差预测残差为-5.83×10~(-6°)~8.59×10~(-6°),建模精度为93.24%。实验结果证明该热误差补偿模型具有较高的预测精度,具有较强的工程应用价值。     

数控机床热误差补偿建模方法

通过ＮＣ系统用软件方法补偿热误差是抵消热变形的有效方法,多输入多输出模型可以用于建立机床热行为数学模型。文章介绍了神经网络和多元线性回归方法,可用来建立大型数控铣床的热变形数学模型。试验和计算表明,这两种多变量模型能够预报大部分的热变形误差。     

运用激光测量提高数控机床精度

介绍了激光干涉法测量误差的原理和误差分析方法，对数控机床的定位误差及反向间隙进行测量与补偿，可以显著提高数控机床精度。实验结果表明，本文所采用的方案正确、有效。     

高速高精度数控车床主轴系统的热特性分析

基于高速高精度数控车床主轴回转系统热特性设计要求，建立了高速主轴系统的温度场模型，并通过试验验证了模型的正确性。然后以该模型为基础计算分析了主轴部件的温度场分布和主轴热变形，从而为主轴部件的热设计奠定了基础。     

数控机床动态性能的分析及其结构优化

利用动态实验分析和理论模型分析两种方法对卧式加工中心的动态性能进行了分析,通过实验测试数据与理论计算结果对比分析,验证了理论模型的合理性,找出了机床的薄弱环节,并进行了结构优化。优化后分析结果证明,机床结构的最大变形值都相应降低。     

高速高精度数控车床主轴内外转子耦合系统的动力学建模方法研究

利用整体传递矩阵法对机床主轴内外转子耦合系统的动力学建模方法进行了详细研究,并在此基础上计算出主轴系统的动力特性。与Prhol传递矩阵法相比,该法考虑了主轴和拉杆间的连接刚度,因此所建动力学模型更符合主轴系统实际情况,计算结果更可靠。计算过程同时表明该法计算简单、精度高且易于编程。文中还利用有限元法有效地解决了主轴双转子耦合刚度的计算问题。     

机床主轴热误差建模

在测量机床关键部件温度和主轴热误差的基础上,用逐步回归方法建立了多元线性回归模型,并介绍了温度变量的选择。为机床的设计与制造提供了参考依据,也为机床的误差补偿提供了模型。     

数控机床热变形产生的原因及控制措施

分析了数控机床热变形产生的原因，提出了控制热变形的有敢措施，具有一定的工程参考价值。     

数控机床主轴轴心线热偏移测试与分析

采用激光非接触式位移传感器和红外热像仪,得到数控机床主轴箱温度场数据和主轴回转运动中心线的偏移数据,结合数控机床各系统结构运行原理,分析机床主轴热态特性及其热敏感点,利用特定机床热敏感点处的温升与主轴各方向热位移关系的数学模型,进行温升热偏移补偿的可行性研究。