A/C轴双轴转台几何误差检测与补偿技术研究

A/C轴双轴转台是中、小规格五轴联动加工中心的核心功能部件。分析了A轴、C轴与工作台台面之间的五项几何误差,利用激光干涉仪与RX10回转基准分度器对A轴、C轴的分度误差进行检测与补偿,利用五轴数控系统对A轴轴线与C轴轴线之间的位置误差、A轴轴线与工作台台面之间的尺寸误差进行检测与补偿,并提出了一种即节省成本又能有效降低A轴轴线与C轴轴线之间角度误差的修正方法。     

双轴转台精度检测与研究

双轴转台为加工中心和数控铣床提供了回转坐标,通过双轴数控转台的等分回转、不等分回转、连续的回转,实现了数控机床复杂曲面精密加工,扩大了数控机床的加工范围。针对双轴转台应用于五轴数控加工中心目前ISO认证中没有规定其几何精度和运行精度检验方法。通过变换矩阵建立双轴转台误差模型,分离出双轴转台运动误差,采用实验方法,改变双轴转台试验装置运动参数,对分离出的双轴转台进行精度检测。针对五轴数控加工中心用双轴转台几何精度和运行精度检验,提出了一种有效的双轴转台误差测量与分析方法。     

转台分度误差检测及补偿技术的研究

采用0.3″的精密多齿分度台与平面反射镜组合,对转台分度误差进行检测。针对多齿分度台安装倾斜对检测结果产生影响的问题,提出了利用双轴光电自准直仪Y轴读数补偿调整误差的方法。根据转台分度误差是由多次谐波叠加的特点,采用谐波分析的方法对测量得到的离散数据进行拟合处理,得到用于转台分度误差补偿的连续曲线模型。对分度误差为17.82″的转台进行实测和误差补偿,补偿后转台的最大分度误差为2″。     

特殊双转台结构五轴联动加工中心后置处理算法研究

针对非传统笛卡尔坐标系统的特殊双转台结构五轴联动加工中心,通过研究机床结构及其后置处理算法,推导出转台运动角度计算和直线坐标变换公式,开发了其后置处理器并集成到UG软件中,利用DMU 70eV五轴联动加工中心进行了复杂工件加工实验,验证了该算法正确性,实现了复杂零件产品的CAD/CAM一体化无图纸设计与制造.     

四轴数控机床转台几何误差检测与分离

针对某公司研制的THM46100高精度四轴卧式加工中心,提出了一种快速分离转台六项几何误差的方法。借助球杆仪分别采用平行于X、Y、Z轴及锥形的特殊安装方式,进行了转台几何误差分离实验,基于转台几何误差辨识模型,辨识出转台运动产生的3项位移误差δx、δy、δz和2项转角误差εx、εz,并配合激光干涉仪与回转分度仪对转台的定位误差εy进行了实验检测,从而实现了转台6项误差的识别。该方法与传统单项测量法相比,具有操作简单,检测效率高,适合现场测量等优点。     

附加转台数控机床的五坐标后置处理算法研究

基于SAJO8000五轴联动加工中心的结构特点,针对其主转台及附加转台的联动方式及坐标变换规律,设计了该机床的后置处理算法,编制相应后置处理软件并投入工程应用。     

基于激光干涉仪的A/C轴双摆角铣头定位误差检测与辨识

A/C轴双摆角铣头是中、大规格五轴联动加工中心的关键功能部件.分析了A/C轴双摆角铣头的误差构成,包括两个定位误差、三个尺寸误差与三个角度误差,分析了三个尺寸误差与三个角度误差的检测手段与补偿方法,针对两个定位误差采用Renishaw激光干涉仪并配以RX10回转基准分度器的方法进行检测,介绍了Renishaw回转轴测量系统的工作原理,并详细说明了利用该系统进行A轴与C轴定位误差检测的方法.     

五轴联动加工中心加工弧面凸轮

利弧面凸轮分度机构作为自动机械中实现高速、高精度间歇分度运动的新型传动装置,被公认为目前最理想的分度机构,需求量日益增大。但是由于弧面凸轮廓面形状复杂,且为空间不可展曲面,使得其设计与加工比较困难。借助Un igraph ics NX 4.0软件实现了弧面凸轮的参数化设计,简化了设计过程,并提出了一种利用五轴联动加工中心加工弧面凸轮的方法。结合实验室的五轴联动加工中心,对弧面凸轮进行加工试验,验证了加工方法的正确性。     

四轴联动高速加工中心的研制

研制了四轴联动高速加工中心。加工中心采用回转交换工作台，使上料时间与加工时间重合；开发了无级分度伺服转台，可实现对零件任意垂直转台的表面进行加工；X、Y、Z三轴工作台均采用框架式结构，质量较轻、刚性好，并可与伺服转台实现四轴联动。加工中心还配有顶置式圆盘刀库，刀对刀换刀时间为2．5s。电主轴最高转速可达20000r／min。对机械系统的部分参数进行了分析与计算。试加工结果表明，各项技术指标满足设计要求。     

基于NX的五轴加工中心后处理研究

基于NX1899软件平台,以G996RT五轴联动加工中心为研究对象,用NX后处理构造器建立Siemens 840D系统双转台五轴机床的后处理,通过VERICUT仿真及实际加工验证了后处理的正确性。该研究可为其他五轴数控机床后处理开发提供借鉴和参考。     

雷尼绍与多普勒激光干涉仪测量方法比较

介绍了雷尼绍激光干涉仪和多普勒激光干涉仪的测量原理,并对这两种激光干涉仪的测量方法进行了比较。结果表明,当只需要测量机床的线性定位精度时,两者都比较适合。当需要测量机床的所有几何误差时,由于多普勒激光干涉仪采用了激光向量技术,测量周期大大缩短,测量效率较高。     

数控机床误差检测及其误差补偿技术研究

使用Renishaw激光干涉仪和高精度位移传感器实现了机床线性定位误差和主轴热误差的测量。通过补偿机床螺距和丝杠间隙误差,实现了机床线性定位误差的补偿。同时,使用PMAC控制卡对数控系统的G代码指令进行了实时修改,实现了机床主轴热误差的实时补偿。分析补偿后的机床,发现机床的加工精度得到了很大提高,表明该补偿效果明显。     

立式双摆角铣头几何误差数学建模与解耦研究

通过激光干涉仪与RX10回转基准分度器对B轴与C轴的定位误差进行检测与补偿,使得几何误差总数由12项减少为8项,因此,最终可以通过几何误差数学模型求得各几何误差的唯一解。     

双轴转台几何误差数学建模与解耦研究

通过雷尼绍激光干涉仪与RX10回转基准分度器对A轴与C轴的定位误差进行检测与补偿,使得几何误差总数由10项减少为6项,使得数学模型得到了极大简化.因此,最终可以通过几何误差数学模型求得各几何误差值.     

并联轴直线运动直线度的检测与误差补偿

通过采用Renishaw激光干涉仪检测混联机床并联轴直线运动的直线度误差,对直线度的干涉测量原理和方法进行深入探讨,提出一种并联轴直线运动直线度的干涉测量方法和误差补偿模型的建模方法。分析干涉仪直线度评定方法和算法,做出并联轴直线运动直线度双向平均偏差特性曲线,建立直线度误差数学模型。利用最小二乘法拟合得到直线度均值误差补偿模型。对并联轴直线运动直线度进行补偿,达到了提高混联机床几何精度的目的。     

数控机床几何精度综合解析与试验研究

以对机床精度影响较大的几何误差为对象,通过理论与试验相结合,对其进行较深入的研究。基于多体系统理论,综合考虑各轴定位误差、直线度误差以及角度误差等几何误差元的耦合作用,提出一种机床综合误差建模方法,并在机床坐标系下建立三轴数控机床综合误差模型。通过利用激光干涉仪的大量试验得出定位误差、直线度误差以及角度误差曲线,分析证实定位误差相对于直线度误差和角度误差影响更为显著。以此为基础,进一步研究工作空间综合误差在各轴各误差元耦合作用下的分布和演变规律,发现综合误差在某轴向的分量与该轴的定位误差非常接近,给出定位误差是影响综合误差的决定性因素的结论。机床几何精度的分析对于机床精度补偿方法的选取与运用具有理论和实际意义。     

A high-precision five-degree-of-freedom measurement system based on laser collimator and interferometry techniques

A novel sensitivity improving method for simultaneously measuring five-degree-of-freedom errors of a moving linear stage is proposed based on collimator and interferometry techniques. The measuring principle and parameters of the system are analyzed theoretically. The experimental results proved that the resolution of the linear displacement of the proposed method has twice that of the current linear interferometer, and the resolutions of the two-dimensional straightness error measurement can be improved by a factor of 8 compared with the movement of the retroreflector itself by using multireflection and lens magnification. The resolutions of the pitch and yaw angular error measurement have been improved by a factor of 10 compared with the rotation of the plane mirror itself by using expander lenses. The whole measuring system is characterized of simple structure, small volume, and high precision. The moving component of the measurement system is wireless, which eliminates the errors and inconvenience introduced by the wire connection. Calibration and comparison tests of this system compared with Renishaw laser interferometer system have been carried out. Experimental results show good consistency for measuring a linear guide way.     

数控插齿机重复定位精度的测量和误差分析

介绍如何使用Renishaw激光干涉仪测量数控插齿机的重复定位精度和定位精度误差,根据JB/T6342.1- 2006标准,确定数控插齿机的定位精度和重复定位精度,并进行误差分析,为进一步进行误差补偿提供基础.     

Geometric error calibration of multi-axis machines using an auto-alignment laser interferometer

This work will report the development and application of an auto-alignment laser interferometer system for the geometric error calibration of CNC multi-axis machines. The system is capable of a diagonal displacement measurement, where multiple machine axes are moved simultaneously, with automatic optic alignment. This capability provides a solution for quick evaluation of the overall volumetric error of a multi-axis machine tool. One application of the system is that the 21 geometric errors of a 3-axis machine can be quickly estimated from the displacement measurements of some determined diagonal lines in the working volume. Compared with a time of several days using a conventional laser interferometer system, it takes only 1 hour for the proposed system to complete the geometry calibration of a 3-axis machine. A method for the roll calibration of a vertical axis is also proposed and demonstrated in this work.