加工中心热误差综合预测模型的研究

文中在综合分析了机床热误差的产生根源的基础上,提出了一种通过机床电机电流参数、速度参数及主轴冷却系统进、出油口的两点温度,利用多元线性回归模型,对加工中心切削过程的热误差进行实时预测的新方法。切削加工的实验结果表明,热误差的推定值与实测值具有良好的一致性。该方法用于机床热误差建模,具有测量参数少、测量成本低、测量方法简单可靠等优点,为实现机床热误差实时补偿系统的开发提供了一种新的思路。     

基于多传感器数据融合的并联机构定位方法

针对并联机构动平台上主轴动态定位问题,将电子罗盘及摄像头运用于并联机床动平台的位姿测量,提出一种基于多传感器数据融合的并联机床动态定位新方法.该方法融合动态惯性测量数据、机构各支链的编码器信息以及视觉信息,通过动态计算置信距离关系矩阵,实现并联机床动平台位姿(位置和方向)的精确定位.通过一个单方向运动动态测量的简化试验,对并联机床动平台的6自由度位姿测量进行仿真研究,证实该定位方法的有效性.     

基于内置传感器的数控机床动态加工误差测量方法

以HJ044双转台型五轴联动数控机床为例,以机床内置传感器信息和多体系统理论为基础,建立了刀具相对工件的运动学模型,提出了一种基于内置传感器信息的动态加工误差测量方法。该方法利用机床编码器或光栅尺等机床内置传感器信息获取机床各轴运动位移,并结合机床运动学模型,测量由机床的动态特性引起的加工误差。并通过实验表明该方法是一种简单有效的数控机床动态加工误差测量方法。     

虚拟计量构架技术下机床动态性能提升方法

机床的动态特性与机床加工精度有着直接的联系,然而目前针对机床构架柔顺性的研究尚不完善,文章针对具有柔性构架的小型机床,提出一种虚拟计量构架方法来增强系统的动态性能,在虚拟计量构架方法下不要求与计量构架关联的物理分量,通过加速度计测量构架位移来形成动态位移闭环反馈,在文中提出方法下,不需要复杂的控制器,在一个线性运动系统中对该方法进行验证,以小型数控机床μ4为例,伺服带宽提升了36%,动态刚度提升了70%,对于提升机床进度提供理论基础。     

基于随动控制的蜗杆检测系统设计

提出一种基于随动预定位技术的环面蜗杆检测方法,通过建立蜗杆运动与测头运动的对应关系的理论模型,以每个采样点测量的蜗杆实际运动坐标映射下一采样点的测头坐标,再采用时间细分技术的高精度运动控制将测头提前定位到下一采样点,从而实现环面蜗杆加工误差的在线随动测量、特定喉部半径下的实际空间螺旋线测量。通过不同喉部半径下的多条螺旋线构建出环面蜗杆的实际轮廓面形,再与理论模型比对后获得相应的加工误差,根据这种方法设计了上、下位机组成的检测系统。     

基于随动控制的蜗杆检测系统设计（英文）

提出一种基于随动预定位技术的环面蜗杆检测方法,通过建立蜗杆运动与测头运动的对应关系的理论模型,以每个采样点测量的蜗杆实际运动坐标映射下一采样点的测头坐标,再采用时间细分技术的高精度运动控制将测头提前定位到下一采样点,从而实现环面蜗杆加工误差的在线随动测量、特定喉部半径下的实际空间螺旋线测量。通过不同喉部半径下的多条螺旋线构建出环面蜗杆的实际轮廓面形,再与理论模型比对后获得相应的加工误差,根据这种方法设计了上、下位机组成的检测系统。     

车削工况下激光测量径向跳动中非同频成分

机床主轴跳动是零件加工误差的主要来源之一,在加工状态下直接测量其参数的方法不多。针对车床跳动同频成分对加工圆度无影响的特征,研究了工况下的动态调测方法,设计一套现场精密调测装置,通过强磁吸合,并实时微动调节被加工件附带的标准芯棒,利用单点激光法测量其回转数据,获取理论回转跳动中心;设计V形滤波算法并去除疏失误差,获取机床的径向跳动中非同频成分。研究结果表明:该测试方法性能可靠,测量结果与被加工件圆度近似,切削用量与测量值正相关。     

机床的直线运动误差建模与敏感性分析

以多体理论和齐次坐标变换为基础,表征了机床部件间相对运动及运动误差,建立了运动条件下的机床运动误差模型,给出了机床动态敏感性分析的关键步骤,依托该模型对机床的动态敏感性进行分析。结果表明:在不同情形下,敏感度呈现方向大小不变、方向和大小均改变的结果。基于机床的动态精度灵敏度分析,建立了机床动态精度预测模型,模拟多部件运动误差输入,得到了机床刀具轨迹。     

一种采用动态补偿的五轴机床铣削力预测方法

对五轴数控机床的铣削力进行精准预测,有利于提高工件的加工质量。因此,提出一种采用动态补偿的五轴机床铣削力预测方法。分析五轴数控加工中心结构,研究五轴数控铣削加工中心的进给传动动力学;通过测量切削扭矩,计算电机传递的总转矩,在冲击力激励的作用下,计算它与测量扰动频率响应间的传递函数。将实际切削扭矩分解成直流(静态)分量和交流(谐波)分量,在此基础上采用卡尔曼滤波器衰减噪声,并补偿结构动态模式对间隔采样的切削力矩的影响,从而减少结构动态模式引起的测量值失真。引入Denavit-Hartenberg方法,通过雅克比矩阵求取工件框架中刀具上的切削力和扭矩与驱动框架中驱动力和扭矩的转换关系,进而将刀尖力映射为驱动力矩,以实现对铣削力的预测。结果表明：所提方法预测的力信号与实测的力信号几乎一致,说明该方法能较精准地预测五轴机床的铣削力。     

基于PC的开放式数控系统的开发

基于PC＋MPC02运动控制器开发了一套开放式数控铣床系统,该系统具有图形自动编程、加工仿真、实时监控机床加工等功能。本文介绍了该系统软、硬件组成和实现方法。