一种五轴联动机床动态精度检测及优化方法

提出一种用于机床动态精度快速检测与优化的方法。在完成机床静态精度调整基础上,通过S形试件检验机床加工精度是否达标。基于S件测量结果及机床五轴联动(RTCP)精度检测,搜寻并分析存在问题的驱动轴,通过编制特定程序并测量机床运动轨迹,在对轨迹进行频域分析、圆度分析的基础上,完成机床机械结构和动态性能参数的调整,进而提升机床动态精度。通过在20多台五轴联动数控机床上应用,大幅提高了机床的加工精度,验证了上述方法的有效性。     

基于内置传感器的数控机床多轴联动精度检测方法

多轴联动精度是评价机床性能的核心指标,针对传统数控机床多轴联动精度检测存在的占机时间长、频次低、离线检测等问题,提出了一种基于内置传感器的数控机床精度快速检测方法。首先建立了机床的误差模型,然后基于数控机床伺服控制原理采集了机床运行S试件轨迹时各轴的插补器、编码器、光栅尺等位置数据,并将位置数据输入机床误差模型得到刀尖点轨迹误差,实现了机床多轴联动精度的检测,最后通过检测机床切削S试件的轮廓精度,验证了方法的有效性,为机床多轴联动精度快速检测提供了重要途经。     

基于双激光跟踪仪的五轴联动激光机床空间精度检测

五轴联动机床的空间精度是衡量五轴联动机床性能的关键指标，针对五轴联动激光机床在空间精度检测过程中，因受限于五轴联动激光机床的空间结构特点而难以测量的问题，提出基于两台激光跟踪仪对五轴联动激光机床空间精度进行识别与测量的方法。两台跟踪仪分别记录五轴联动激光机床上下两部分运动轨迹，并将轨迹坐标提取出来，再将坐标值根据相同位置进行综合汇总提取，然后通过曲线拟合得到最终合成轨迹，最后用最小二乘法比较设定轨迹与实测拟合轨迹的差值，得到机床的空间轨迹精度。试验测试表明，相较于传统的激光干涉仪或连杆仪的测量方式，通过双激光跟踪仪标定拟合的方式可以更快速有效地得到五轴联动激光机床绕B、C轴进行RTCP联动的精度和空间轨迹精度，并且该方法具有较高的可操作性与重复性。     

五轴机床RTCP检测的轨迹生成与性能比较

对于五轴数控机床来说,伺服系统动态性能有限引起的动态误差是高速高精度运动过程中影响加工精度的主要因素。基于刀尖跟随（Rotation tool centre point,RTCP）功能的机床精度检测是一种较为常见的五轴机床动态性能检测方法,相较于其他方法,具有检测精度高、检测轨迹可变、受其他误差项干扰较少的优点。进行基于RTCP功能的机床精度测量的关键是驱动各运动轴联动的检测轨迹,而现有的检测轨迹生成方式比较简单,没有能够充分的反映机床的动态性能,检测性能目前并不令人满意。采用复杂程度4种不同的RTCP轨迹生成方法即区域弧线、简单函数、复合函数、样条拟合,分别生成了4条RTCP检测轨迹,通过比较这些检测轨迹的检测性能,评判检测轨迹生成方法的优劣性,选出最优的RTCP检测轨迹生成方法,可用于指导RTCP检测轨迹规划。     

一种新型五轴联动机床的运动控制研究

以一种基于三坐标并联动力头的五轴联动机床为研究对象,通过矢量链方法建立机构从工作空间到关节空间的运动学模型,基于Turbo PMAC控制器设计运动控制需要的的硬件平台,在LabVIEW开发环境下基于Active X技术开发软件平台,采用驱动器增益自整定结合控制器的PID及运动学前馈方法进行伺服驱动控制,针对并联机构运动学特点,在控制器内嵌入运动学算法,经过工作空间和关节空间二次插补的方式进行轨迹控制,最后通过五轴加工实验检测伺服驱动控制和轨迹控制的有效性。     

五轴联动镗铣床改造及相关问题处理

重点阐述了应用SINUMERIK840D数控系统,成功改造五轴联动镗铣床的途径.通过更新编码器,增加ANA模块,解决了数字信号和模拟驱动的匹配和链接问题,从而降低了成本.通过实施多种误差补偿功能及伺服优化,使得机床精度及可靠性大大提高,为数控机床重大专项研究及本科生的五轴联动加工技术开放实验提供了硬件平台.     

A、C双摆头型五轴机床工作精度检验方法研究

结合NAS979圆锥台试件对A、C双摆头型五轴机床工作精度检验方法进行了研究。制定了包括装夹方法、刀具、切削参数在内的加工工艺;运用NX8.0软件生成了刀具轨迹;基于NX8.0构建了适用于西门子840D系统的A、C双摆头型五轴机床后置处理器,利用其生成了加工程序;用VERICUT软件对加工程序进行了仿真;对试件进行了实际加工与检测,精度合格。通过研究总结出了用NAS979圆锥台试件对A、C双摆头型五轴机床进行工作精度检验的方法。     

基于西门子Trace Service数控机床五轴联动精度评估模块二次开发

以西门子840D sl SINUMERIK Operate为系统应用框架,基于Trace Service数据采集功能,开发了一种以空走S试件轨迹为对象的数控机床五轴联动精度评估模块。针对Trace Service数据采集机制进行核心原理分析,通过S试件轨迹运行过程的数据需求,梳理数据采集流程并设计坐标轴数据采集子模块,再将数据采集结果进行分析提取进行坐标轴向刀尖点的转换,结合图形数字化手段完成轮廓误差图形与指标展示,综合实现数控机床五轴联动精度的评估。该模块利用S试件优秀的联动精度评估性能,集成高效数据采集与轮廓评估展示,避免了传统模式下采集和评估过程的繁琐性,有效提升了评估过程的经济性与效率。     

五轴联动数控加工的刀具路径优化方法研究

为解决五轴联动加工复杂曲面过程中的刀具路径不连续问题,提出了五轴数控的刀具路径优化方法。通过五轴NC代码的坐标变换还原有效切削路径,对切削路径进行误差约束下的非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合。对旋转轴路径采用五次样条曲线进行插值,建立切削路径和旋转轴路径的参数映射关系,通过机床逆运动变换求解C2连续的平动轴路径。实验表明,经过该方法优化后,切削路径和各驱动轴运动路径具有良好的平滑性,显著提高了五轴加工曲面精度和表面质量。     

五轴龙门数控铣床转动轴联动中的动态轨迹误差仿真分析

针对刀具两摆的五轴龙门数控铣床,对一转动轴与一平动轴联动及两转动轴联动加工圆弧时的动态轨迹误差分别进行了分析。采用D-H(Denavit-Hartenberg)法对轴的输入的进给指令位置计算公式进行了推导,并将进给指令位置输入到由动态仿真工具Simulink构建的进给伺服系统仿真模型中,得到了圆弧上动态轨迹误差的分布曲线。通过对转动轴联动加工圆弧的动态轨迹误差分析,可为五轴龙门数控铣床转动轴动态误差的检测提供指导,使得机床的检测与调整更加快速和便捷。     

五轴联动工具磨床的关键技术及其研究现状

五轴联动工具磨床是对复杂自由表面刀具进行高效磨削制造的先进装备。着力发展五轴联动工具磨床,可大幅提高制造业的发展水平。对国内外五轴磨床主要厂商和主要产品进行了对比分析,并介绍了五轴工具磨床的关键结构、数控系统、检测系统以及磨削工艺的研究进展。得出结论:开放性数控系统不仅要提高兼容性和扩展性,也要提升运行速度和加工精度;检测系统的研究应更关注机床故障的早期检测,并提供解决方案,而工件的检测应向非接触式检测发展;五轴磨削工艺需侧重于工艺优化和兼容性问题的研究。     

基于NX8.5兵马俑模型五轴联动数控加工技术的研究

分析了兵马俑的五轴联动数控加工工艺,通过合理设置UG CAM的驱动方法、投影矢量和刀轴控制等参数,运用定轴和五轴联动加工的方法生成程序,经后处理器生成NC文件。通过VERICUT仿真软件进行仿真加工,验证后传输到五轴机床进行产品加工。因此大大缩短了加工时间,提高了生产效益,保证了产品质量。     

五轴联动机床

采用五轴联动机床加工模具,可以减少夹具的使用数量,降低刀具成本,提高模具加工精度。     

五轴联动抛光机床的研制与应用

零件的表面抛光质量和抛光精度会显著影响其使用寿命和性能,通过五轴联动数控技术和柔性抛光工具对航空航天关键零件表面进行抛光处理是一种新的工艺方法。为了满足关键零件抛光加工的技术需求,研制出五轴联动抛光机床和柔性砂带抛光轮。本文介绍了机床的结构与性能,抛光系统的工作原理以及其在航天航空关键零部件(机匣、桨毂、叶盘等)生产中的应用。五轴联动抛光机床的应用可以改善加工质量,提高生产效率,减少劳动强度,降低生产成本,对航空航天重要零件的抛光加工具有重要意义。     

基于UG的五轴联动数控加工技术在吹塑模具的应用

五轴联动加工应用越来越广泛,但编程和操作都较复杂。针对饮料瓶吹塑模具的结构参数以及模具的加工精度相关要求,提出在粗、半精与精加工时的多轴加工工艺策略。然后,阐述某一型号的五轴联动机床的后置处理时应进行机床坐标系关系分析,通过机床控制系统生成不同数控程序。最后,对该机床专用后置处理器的开发过程进行详细分析,生成机床所需的NC代码,可实现吹塑模具的加工质量、精度、加工效率大大提高。     

基于误差模型的三轴联动加工轨迹预补偿方法

为了减小由于进给系统动态特性造成的多轴联动加工轮廓误差,提出了一种基于轮廓误差模型的三轴联动加工轨迹预补偿方法。首先建立了关于轨迹曲率、加工速率及进给系统动态特性参数的轮廓误差模型;然后根据读取的插补数据,利用轮廓误差模型实时预测三轴联动加工过程中的轮廓误差补偿向量并对加工轨迹指令进行补偿;最后通过对圆、变曲率和螺旋线轨迹的MATLAB仿真和机床加工实验,证明该补偿方法将轮廓误差减小了85%以上,可显著提高数控机床加工精度。     

机床精度检测航空薄壁标准件的设计方法研究

机床标准件的设计及优化一直是国内外关注的重点,因为其对于机床相关性能的检测及评估起到积极作用。结合国内外通用的五轴数控机床的标准试件的优缺点,并对比ISO国际标准试件、美国NASA979系列试件、"S"形试件等试件的结构特征与机床性能检测特性的优缺点,综合现有大部分航空零件的特征,考察了这一类型工件加工机床的特性,设计出"X"形新型航空薄壁标准试件。首先对"X"形航空薄壁试件进行有限元分析并对开闭角与曲线曲率连续性等特征进行计算,根据有限元分析结果首次提出加工复杂度系数概念,对比切削力与热载荷,切削力在残余应力生成中占主导地位,在只考虑切削力的作用下,深入研究了"X"形航空薄壁试件在几何造型和机械结构设计方面的特性,证明了"X"形航空薄壁试件能够优于其他标准试件,在数控机床多轴联动精度和动态刚度特性的检测方面更具全面性与优越性。为基于"X"型新型航空薄壁标准试件的五轴数控机床综合动态精度检测特性研究提供科学依据及有效方法。     

五轴联动机床的坐标轴优化研究

以五轴联动数控机床为研究对象。基于西门子840D（Sinumerik 840D）数控系统,通过对回转轴心误差的讨论,给出了具体的误差检测与优化步骤,并提供了相应的机床数据;实验结果表明了所述方法的的有效性。     

我国五轴联动机床竞相推出

当前,国产五轴联动数控机床在品种上,已经拥有立式、卧式、龙门式和落地式的加工中心,适应大小不同尺寸的复杂零件加工,还有五轴联动铣床和大型镗铣床以及车铣中心等,基本涵盖了国内市场的需求。精度上,北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ-5HMC40卧式加工中心和交大昆机科技股份有限公司的TH61160卧式镗铣加工中心都具有较高的精度,可与发达国家的产品相媲美。在产品市场销售上,江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品,已获得国内市场的认同。我国五轴联动机床竞…     

五轴联动国产数控系统在航空加工中的应用与验证

检测结果表明S试件加工精度合格,证明采用国产高档数控系统替代原SIEMENS-840D系统后的大型双龙门五轴联动铣床的功能和性能均已满足复杂结构件加工要求。该例数控系统国产化替代的成功实施,标志着国产五轴联动数控系统在航空复杂、精密结构件加工中的首试应用成功,实现了国产五轴联动高档数控系统在航空领域生产应用中"零"的突破。