数控机床精度分析与研究

分析了影响数控机床精度的因素，提出了采用软件误差补偿法来提高机床精度的措施，阐述了丝杆螺距误差补偿的具体方法。     

滚齿机床热变形对加工精度的影响

滚刀与工件的相对位置是由工件与刀具的有关参数确定的。滚齿加工时，滚削热的作用造成机床的床身和立柱产生变形，进而使刀具与工件的相对位置和转角产生误差。刀具与工件间相对位置的变化，必然对加工的齿轮精度产生影响。掌握机床热误差对刀具与工件间的相对位置的影响规律，对于从硬件上改善机床设计，或从软件上利用数控补偿的方法减小加工误差，有着重要的理论和实际意义。     

基于840D数控系统温度补偿功能的误差补偿系统

为提高机床加工精度,通过分析西门子840D数控系统内置的温度误差补偿功能,基于温度补偿相关参数设计并开发了误差实时补偿系统.为了实施误差补偿,搭建补偿系统的硬件平台,通过修改PLC程序实现了对机床状态参数的读写.以QLM27100-5X五轴数控机床为研究对象,对x轴定位误差进行误差补偿实验.实验结果表明补偿后的机床加工精度提高了79.3％.     

数控成型磨齿机加工误差在线监测及补偿

研究数控机床加工过程在线监测及加工误差分析与补偿方法的问题,提出用于数控成型磨齿机齿向误差在线监测及补偿方法。数控机床加工过程中,加工工件和刀具间的相对位置关系对机床加工精度具有重要影响。通过获取数控机床内置信号(光栅、编码器)可以得到这一重要信息。基于内置信号同步采集方法,利用齐次坐标变换原理对数控机床进给轴的内置信号进行变换分析,获得机床空间加工轨迹,从而实现机床加工误差的在线监测与评估。同时,通过分析加工过程中各进给轴的动态位置信息,可以确定影响加工误差的主要因素。基于分析结果,通过软件实时补偿原理,结合数控机床控制系统特点,对主要误差源进行在线补偿,从而达到提高加工精度的目的。采用该方法对一数控成型磨齿机加工过程齿向误差进行评估与补偿,与三坐标测量机检测结果对比表明该方法可以有效地获取加工误差形貌。根据基于分析结果进行补偿后,使该机床齿向误差明显降低,提高了机床的加工精度等级。     

数控机床热变形误差研究及补偿应用

热变形误差是影响机床加工精度的重要因素之一,通过误差补偿的方法可以提高机床的加工精度。研究了通过实时补偿热变形误差提高数控机床加工精度的方法,阐述了热误差的基本原理,介绍了热误差的测量方法。采用模糊聚类的方法来布置测温点,利用多元线形回归方法建立了机床热变形与温升之间的数学模型。在PLC补偿系统的作用下,在加工过程中对XH718数控机床进行实时补偿。实验结果表明补偿效果很好。     

滚齿机传动误差的微机控制补偿系统的研究

本文提出应用微机控制步进电机对滚齿机的传动误差进行补偿。由此研制的一整套硬件接口、软件以及相应的机床改装结构与ＴＰ８０１－Ｂ型单板机配套使用，成功地在Ｙ３１８０Ｅ型滚齿机上得到应用。实验证明，可使补偿后的齿轮加工运动精度提高１～２级。     

基于高精度运动平台的误差模型构建与分析

机床误差补偿技术是提高机床精度的一种有效的方法。设计了一个用于微细电火花加工的三维精密运动平台设计,完成了平台搭建工作,根据三维大行程运动平台的几何特性,分析了机床存在的空间定位误差,运用齐次矩阵变换,完成了三维微细电火花加工运动平台的误差补偿理论分析,建立了相应的误差模型。计算机软、硬件技术的发展,误差补偿技术因其性价比高、可靠性好日益受到重视,通过合理的补偿,可使被加工零件的精度得到甚至超过数控加工机床本身的精度。     

数控随动磨床加工凸轮方法及其精度补偿策略

针对凸轮随动磨削中因工件轴转速差、伺服系统响应偏差、硬件制造误差等重复性误差影响因素造成的零件制造精度下降问题,将在线测量技术和Sinumerik 840D数控系统的插补表与电子齿轮功能应用到机床运动控制系统中,开展了随动磨削工艺的运动轨迹和控制方案分析,提出了由内嵌在系统PCU上的VB程序来处理在线测量获得的360个离散误差补偿数值,自动生成带插补表与电子齿轮功能的专用加工程序,利用同轴运动叠加控制方法,把补偿值叠加到进给轴上,使带误差补偿数据的凸轮加工NC程序不断根据实际加工状态更新,最后在工程样机上进行了磨削试验。试验结果表明,发动机凸轮轴的廓型最大加工误差降到了2.6μm以下,残余误差主要来源为机械振动、非线性摩擦扰动等随机性偏差。该运动控制和误差补偿方法能在实际加工中较好地补偿重复性误差因素对工件精度产生的影响。     

切削载荷下数控机床误差分析及补偿方法研究

针对切削载荷对数控机床造成的动态误差,将在线检测和补偿技术应用到数控机床动态误差消除中。通过建立数控机床主轴系统的动力学模型,开展切削载荷下动态误差机理分析,建立了切削载荷跟动态误差之间的关系,提出了基于动态误差的非接触式在线检测和软件补偿方法。在该方法的基础上建立了基于在线检测的误差补偿系统,并利用该系统进行了动态误差检测和补偿的实验。研究结果表明,该补偿系统简单、可靠性高,有效地提高了机床的加工精度。     

三坐标数控机床误差建模与补偿的实验研究

以多体系统运动学分析理论为基础,利用双频激光干涉仪测量机床误差,采用九线法辨识机床误差参数,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用已发开的误差补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度.     

数控机床精度可再生关键技术的研究

机床的加工精度是机床制造者和使用者关心的一个主要问题.通过分析数控系统,构造了实现精度可再生模型,并将基于多体系统理论的几何误差补偿技术应用到数控系统中,开发了仿真补偿软件,达到了理想的补偿效果.通过对ZK7640模型机的实验研究,使其加工精度提高了60%,验证了本方法的可行性和有效性.     

面向线切割机床(往复走丝型)动态误差补偿技术的研究

为了提高电火花线切割机床(往复走丝型)的加工精度与表面质量,缩小往复走丝型和单向走丝型机床之间在零件加工精度和加工表面质量的差异,消除由于工作台运动时轴定位引起的加工误差所形成的误差,设计了一套基于MPC2810运动控制器的控制系统。利用MPC2810运动控制器对交流伺服电机进行速度环的半闭环控制,位置环的全闭环控制,使得伺服系统获得较高的定位精度,满足电火花线切割加工的要求。利用MPC2810的软件补偿功能,在不改造机床硬件设备的情况下,使得电火花线切割机床(往复走丝型)加工精度和加工质量明显提高。     

电火花线切割高精度补偿控制系统

通过对电火花数控系统的革新，建立一个附加的补偿系统，该补偿系统能够对机床导轨的轨迹误差和传动系统误差进行补偿，建立一个模拟的理想坐标格栅，此坐标格栅作为机床的工作参照坐标，使机床的加工精度得到大幅度的提高。对补偿系统的定期校验则可以弥补机床磨损造成的精度降低，使线切割机床的高精度工作寿命得到延长。     

复杂曲面零件加工精度原位检测系统的残余误差补偿

复杂曲面零件数控加工后直接进行原位加工精度检测和误差补偿,是实现精密产品闭环制造模式的有效途径。原位检测系统的误差来源于测量系统误差和机床运动系统误差,经相关的误差分离与误差补偿后,仍存在较大的残余误差,影响检测精度及其推广应用。针对原位检测系统的检测精度问题,开展检测系统残余误差的回归建模与补偿研究,在机床几何误差、测头半径误差以及预行程等基本误差补偿的基础上,建立基于偏最小二乘回归分析算法的误差回归模型,实现曲面零件测点法矢方向的检测数据二次补偿。在算法实现的基础上,列举复杂曲面零件进行数控加工与在线检测的试验研究。试验结果表明,二次误差补偿方法可以进一步提高原位检测系统的检测精度。     

机床加工误差补偿信号的实时测量系统

机床加工误差补偿是提高加工精度的重要途径.正确测量机床主轴误差运动是实现加工误差补偿的前提.然而,这一测试问题一直未得到很好解决.本文提出的用差动传感器直接相对主轴表面测量的系统比较简单,容易实现,且为实时测量.该方法已用于车削加工误差实时补偿系统之中,取得了较好的效果.     

数控机床误差的综合动态补偿

综合动态补偿技术是提高数迭机床加工精度的经济而有效的方法。本文综述了误差补偿技术的发展历程，分析了综合动态补偿技术的基本原理，主要的硬、软件和它的适用条件。     

电火花线切割高精度补偿控制系统

通过对电火花数控系统的革新,建立一个附加的补偿系统,该补偿系统能够对机床导轨的轨迹误差和传动系统误差进行补偿,建立一个模拟的理想坐标格栅,此坐标格栅作为机床的工作参照坐标,使机床的加工精度得到大幅度的提高。对补偿系统的定期校验则可以弥补机床磨损造成的精度降低,使线切割机床的高精度工作寿命得到延长。     

剐齿加工几何位姿误差补偿系统的开发

针对数控剐齿机床制造和装配过程中产生的几何误差,开发出自动生成几何位姿误差补偿代码的系统。首先,基于剐齿加工原理和齐次坐标变换理论建立机床运动传动链,得到剐齿加工成形函数。然后,通过实际逆向运动学误差补偿方法对成形函数进行求解。最后,分析软件所需功能模块,在Qt跨平台开发框架下进行人机界面设计,使用C++编程语言编写程序,开发剐齿加工几何位姿误差补偿系统。该系统可实现刀具参数计算、工件参数计算以及几何位姿误差补偿G代码的自动生成。通过VERICUT模拟加工,验证了该系统的正确性,结果表明补偿后齿轮精度得到了提升。本系统的开发为实现剐齿几何误差自动补偿提供了理论和实践基础。     

一种数控机床最小化误差的补偿策略

工业机床加工精度受控于数控机床加工系统的控制程序及相应策略,因此构造一种数控机床最小化误差的补偿策略,能有效减少制造生产过程中产生的误差影响。根据机器测量工作区的体积误差分布,设计基于映射的最小化误差补偿策略,以便减小数控程序误差。通过对比实验结果表明,该方法可有效降低数控机床加工零件的误差,可有效提高精度。     

数控机床误差补偿技术现状与展望

一、引言,机床的几何误差（由机床本身制造、装配缺陷造成的误差）、热误差（由机床温度变化而引起热变形造成的误差）及切削力误差（由机床切削力引起力变形造成的误差）是影响加工精度的关键因素,这三项误差可占总加工误差的80％左右。提高机床加工精度有两种基本方法：误差预防法和误差补偿法。