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。     

数控铣磨非球面面形误差补偿技术研究

数控铣磨是脆性材料非球面成形加工的主要方法。在数控铣磨非球面工艺技术研究中,面形误差直接影响加工精度和生产效率。结合数控铣磨非球面原理,利用Satisloh GI-3P精密铣磨加工中心铣磨非球面硅透镜,分析了影响非球面硅透镜面形误差的因素,并探讨了修正补偿面形误差的方法。结果表明:影响非球面面形精度的主要因素为z轴偏移误差、CNC程序原点与实际工件旋转轴心的偏移误差和砂轮磨损误差,通过修正误差后,有效提高了非球面成形的加工精度和加工效率。     

铝合金6063薄壁件周铣加工变形误差试验研究

分析薄壁类零件铣削加工的工艺特点;针对薄壁构件周铣加工中的变形误差,采用正交试验法,在立式加工中心上进行铝合金6063周铣切削试验,研究进给速度、径向切削深度、轴向切削深度对加工误差的影响规律,为合理选用切削参数、减少加工变形、提高零件质量提供了可靠依据。     

高速铣削加工动静态监测技术的研究

从机床结构来说,电主轴和加工刀具是影响立式车铣复合加工中心精度的最直接因素。针对电主轴,开展基于电流法的车铣复合加工中心电主轴工作精度监测系统的研究;针对切削加工刀具,综合采用电机电流信号和声发射信号对刀具状态进行监测。     

机床两轴联动圆测试与切削研究

分析机床联动测试的研究现状,介绍球杆仪和二维编码器KGM进行圆测试的原理。针对某型立式加工中心的X-Y平面进行了圆度误差测试,以分析进给速度和圆半径对圆度的影响。采用球杆仪在500、1 000、3 000 mm/min进给速度下进行圆度测试,给出不同进给速度下的圆度误差数据,并对球杆仪测试的圆度误差进行了误差分离,得到不同进给速度下的误差数据及排序。采用二维编码器KGM进行了10种半径的圆度测试,给出了不同半径的圆度误差数据。最后,采用逆铣和顺铣方式对铝料进行了圆切削试验,并与二维编码器的测试结果进行了对比。     

极坐标插补功能在车铣复合加工中心的应用

极坐标插补功能是利用车铣复合加工中心加工端面轮廓的关键技术,在加工回转体产品的端面多边形轮廓或多边形凹槽时,为提高生产效率,并且能方便保证相对位置的加工精度,可选择在车铣复合加工中心上利用极坐标插补功能进行加工,这样能够完成一次装夹,符合工序集中的加工原则.     

数控机床圆检验在立式加工中心上的应用(英文)

随着数控技术的飞速发展,数控机床的应用越来越普遍,以数控机床为工作母机的各制造行业对数控机床的效率和加工精度均有了较高的要求。数控机床的圆检验在无负荷状态下进行,能在很大程度上反映与机床加工圆轮廓试件有关的几何精度、数控精度和伺服不匹配等,利用这一特性对某立式加工中心进行圆度检测,通过数据分析找出误差产生的原因和对加工精度的影响,并提出相应的改进措施,以提高机床精度。     

三菱数控系统的伺服参数对圆形工件形位误差的影响

分析用配备三菱数控系统的加工中心铣内圆时出现的台阶接痕、铣外圆时在45°方向出现的椭圆度误差与数控系统伺服参数的关系,并通过调试伺服系统参数解决这些问题。     

数控车铣加工中心C轴编程方法

车铣复合加工是利用铣刀旋转和工件旋转的合成运动来实现对工件的切削加工,使工件在形状精度、位置精度、已加工表面完整性等多方面达到使用要求的一种先进切削加工方法。车铣复合加工不是单纯的将车削和铣削两种加工手段合并到一台机床上,而是利用车铣合成运动来完成各类表面的加工,是在当今数控技术得到较大发展的条件下产生的一种新的切削理论和切削技术。掌握车铣复合加工中心手工编程技术成为关键,本文介绍数控车铣加工中心的功能、特点和使用C轴功能加工六边形零件及端面圆弧槽及钻孔加工方法。     

基于车铣复合加工影响加工因素的研究

以ST-10Y数控车铣复合加工中心为例,结合实际加工生产经验和试验分析,从机械零件加工材料的选用、刀具的选择、切削参数、加工工艺安排4个方面分析了对加工效率、表面质量、加工精度的影响,得出最佳加工方法,并对加工中出现的问题归纳了实用有效的处理方法。     

基于激光跟踪仪的数控机床空间误差测量及补偿

为了改变机床空间误差综合性的测量手段和补偿技术在国内机床制造和生产中应用较少的现状和研究数控机床空间精度提升方法，介绍数控机床平动轴的21项误差和激光跟踪仪的空间误差测试原理，阐述测量与辨识机床空间误差的步骤和方法。在桥式五轴加工中心上进行空间误差测试，给出数控机床空间误差结果，并生成误差补偿文件，通过西门子的VCS功能进行了误差补偿。并对比分析了补偿前后的21项误差，对补偿前后数据的差异进行原因分析，并通过对机床空间体对角线的测量验证了空间误差测量与补偿的实际效果，补偿后误差缩小为原来的11.2%,应用该技术能够大大提高机床的空间精度。     

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。     

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.     

一种大数据驱动的机床组群互学习精度优化方法及验证

数控机床目前急需解决效率提高和精度保证的问题,传统数控机床难以精确、全面地预测和优化各种加工工况下的误差。提出一种通过应用制造大数据来提高数控机床组群整体性能的新思路和实现方法,使机床组群能够以单台机床无法实现的速度进行学习和精度优化,研究制造过程数据的特点和表征方法。实验表明：大数据模型驱动下的机床组群互学习精度优化加工方法,加工精度和表面质量明显优于普通传统数控加工方法,实现了数控铣削的高效高质量加工。     

数控车床热误差实时补偿研究

热误差是数控加工中的主要误差源之一,对零件加工精度有非常大的影响。对数控车床热误差进行补偿可以有效地提高机床的加工精度。在数控车床的加工过程中,采用铂电阻温度传感器对数控加工中关键点的温度进行实时测量,再配合线性回归理论建立数控车床的热误差模型。最后根据热误差模型对数控车床的加工误差进行实时补偿,经验证该技术是可靠有效的。     

数控机床热误差建模及预测方法分析

热误差作为制约数控机床加工精度的关键因素,在重型数控机床上表现得尤为明显。以重型落地镗铣床为例,根据热误差测量试验数据,分析重型数控机床温度场特性,并基于兼顾相关系数和欧式距离的系统聚类准则,对温度测点系统进行优化,以减小温度测点间共线性。通过优化温度测点,采用多元线性回归分析,建立重型数控机床热误差预测模型。由现场试验可知,建立的热误差预测模型可将均方根误差控制在10μm以内,有效地提高了热误差预测精度。     

车削激励下主轴高精度轴心轨迹在线测试研究

数控机床主轴是机床上的一个重要部件,它是刀具或工件的相对位置基准和运动基准。主轴轴心的动态运动特性直接影响着被加工零件的加工精度及表面粗糙度,同时主轴的轴心轨迹作为机床主轴运行的重要图形征兆,能够形象、直观地反映机床设备综合性的误差状况。针对主轴轴心轨迹在线测试问题,搭建了适用于工业现场环境的在线测试系统。通过对友嘉FTC-20型数控车床进行测试,研究了主轴在空载、车削两种状态下轴心轨迹的变化,并对实验结果进行了分析。实验表明:该系统能够准确地分离主轴的圆度误差和主轴轴心轨迹,为后续进行机床主轴的故障评估及建立故障自动识别系统提供基础。     

Tool deflection compensation in peripheral milling of curved geometries

This paper presents compensation of surface error due to cutting force-induced tool deflections in a peripheral milling process. Previous research attempts on this topic deal with error compensation in machining of straight geometries only. This paper is concerned with peripheral milling of variable curvature geometries where the workpiece curvature changes continuously along the path of cut. In the case of curved geometries, both process geometry and the cutting forces have shown to have strong dependence on workpiece curvature and hence variation of surface error along the path of cut. This calls for a different error compensation strategy than the one which is normally used for machining straight geometries. The present work is an attempt to improve accuracy in machining of curved geometries by use of CNC tool path compensation. Mechanistic model for cutting force estimation and cantilever beam model for cutter deflection estimation are used. The results based on machining experiments performed on a variety of geometries show that the dimensional accuracy can be improved significantly in peripheral milling of curved geometries.     

基于ARM_Linux的数控机床热误差补偿控制器的设计

以减小机床热误差,提高加工精度为主要目标,设计以S3C2440A处理器与嵌入式Linux操作系统为控制平台,运用BP神经网络建立误差模型的热误差补偿控制器。首先,控制器通过布置在机床关键温度点上的温度传感器采集加工中心的温度信号,该信号经温度采集模块处理后送到CPU处理器计算出温度值。同时,用激光干涉仪检测出机床对应时刻的误差值。BP神经网络模型根据温度值与误差值计算出综合误差补偿值。然后,将计算出的补偿值通过接口传送给CNC控制中心,CNC控制中心做出误差控制指令,修正机床热变形造成的被加工工件的尺寸误差。仿真实验结果表明了补偿效果的可行性。