基于FANUC 0i系统外部坐标原点偏移功能的数控机床误差补偿研究

针对以往对数控机床误差补偿时出现的操作繁琐、补偿精度低、较难补偿机床热误差等局限性,提出了一种基于FANUC Oi数控系统的外部坐标原点偏移功能的补偿方法。该方法利用自行研制的外部补偿器与机床数控系统进行交互。可使机床的几何误差以及随温度变化的热误差得到较好的实时补偿。实验证明,此补偿过程方便、经济,补偿效果好。     

基于FANUC 0i MC的数控机床补偿研究

为实现加工过程中有效控制误差的产生,利用FANUC 0i MC数控系统的PMC功能,进行数控机床实时加工切削力变形补偿的研究。通过GSVM6540C加工中心的验证,FANUC 0i MC数控系统外部机床坐标系偏移功能可以实现加工补偿,且补偿效果随铣削深度加深而更加明显。     

精密卧式加工中心误差建模及实时补偿

结合实际测量方法,建立了适合实时补偿的误差模型,并利用Fanuc数控系统"扩展的外部机械原点偏移"功能和FOCAS开发包针对装有Fanuc数控系统的机床进行了实验验证。结果表明,该方法能有效提高机床精度。     

数控机床几何误差与热误差综合建模及其实时补偿

为提高数控机床的精度,提出一种数控机床的几何与热的复合误差综合建模方法。通过分析机床在不同温度状态下的误差数据,得到机床误差分布规律;根据几何误差和热误差的不同特性进行误差分离,采用多项式拟合与线性拟合方法建立机床几何误差与热误差的综合数学模型;利用数控(Computer numerical control,CNC)系统的外部机床坐标系偏置功能,应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿。该误差补偿方法综合考虑机床几何误差及其在机床不同温度下的变化,全面分析整个温升过程直至热稳态的误差及其变化规律。经检测认证表明,应用该误差补偿方法及其实时补偿系统可使机床在常温下的定位误差由44.1μm降低到3.6μm,补偿91.8%;温升之后的定位误差由26.0μm降低到5.1μm,补偿80.4%,大幅度提高机床的精度。     

精密机床几何误差补偿技术及应用

误差补偿技术是提高精密机床精度的有效途径,本文研究了影响精密机床精度的主要因素,重点分析了几何运动误差及热误差源的检测、建模和实时补偿技术。     

机床热变形误差及其误差补偿技术

采用误差补偿技术是提高机床加工精度的一个重要发展趋势，文中对机床的热变形误差状况和误差补偿技术进行了讨论。对误差补偿技术的研究和应用现状、关键技术、应用过程中存在的问题以及将来的发展趋势作了详细的分析和介绍。     

双转台五轴数控机床误差实时补偿

以双转台五轴数控机床为对象,建立各移动轴和旋转轴运动的数学模型,以工件坐标系为基础坐标系,应用齐次坐标系变换理论,推导任一时刻各轴运动在工件坐标系中的位置误差数学表达式.针对五轴机床的移动轴和旋转轴同时运动存在耦合的情况,提出一种分步实施的解耦补偿方法,即在实施误差补偿时首先进行姿态误差补偿,通过旋转轴的旋转运动将工件的实际姿态调整到与理想姿态相同,然后通过移动轴的平移运动进行位置误差补偿,并相应建立五轴机床误差补偿数学模型.通过仿真分析和对曲面零件的实时补偿加工试验,明显提高加工精度,并有效避免直接进行补偿加工过程中可能带来的运动干涉情况,从而验证该五轴机床误差补偿数学模型及其实时补偿的可行性和有效性.     

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。     

机床热误差补偿技术的研究与发展

本文重点介绍了国内外机床热误差补偿技术的研究历史与现状，并对不同的补偿策略进行了分析，提出了进行“专家－模糊闭环补偿”的技术方案。     

五轴数控机床热误差检测案例分析

对机床热误差的检测是为了解机床热误差规律、寻找数据支撑,从而进行误差补偿或减少热误差发生,提高机床精度。通过数控机床的主轴热误差检测案例,简单介绍热误差检测方法及在实际中的运用。案例表明机床不同的热误差源的性质不同,对机床精度的影响也不同,因此实现误差补偿所需建立的模型也就不同,需要热误差检测方法也将不同。机床热误差检测方法的研究为热误差补偿技术的研究提供了前提和基础。     

丝杠磨削热误差补偿在840D数控系统中的实现

通过对丝杠磨削过程中丝杠受热变形的规律进行分析,运用仿真软件进行仿真,计算预测丝杠磨削过程中的变形量。基于840D数控系统,通过对R参数的灵活运用,提出一种能够对温度误差有效补偿的数控程序编程方法。     

新陈代谢GM(1,1,α)模型在数控机床热误差建模中的应用

针对数控机床热误差产生机理及变化规律的复杂性,提出了一种新的灰色系统模型,并将其应用于热误差建模分析中。分析了传统GM(1,1)模型的不足之处,在新陈代谢GM(1,1)模型的基础上,结合微粒群算法,提出了一种新的新陈代谢GM(1,1,α)模型。为提高建模精度,该模型在建模过程中及时去除旧的信息,加入新信息,并使用微粒群算法求解参数α以获取α的全局最优值。最后,针对某数控机床热误差序列,分别使用GM(1,1)模型、新陈代谢GM(1,1)模型和新陈代谢GM(1,1,α)模型进行建模和预测,结果表明新陈代谢GM(1,1,α)模型的建模效果最好。     

改善数控机床主轴系统热特性有限元分析精度的方法

提出了一种根据数控机床主轴系统实测温度数据来调整有限元模型热载荷的方法,给出了基于实测数据调整有限元分析关键参数的方法。以数控螺纹磨床主轴系统有限元模型校准为例,通过仿真实验方法说明了所提出方法的应用步骤,并证明了其有效性。     

数控机床工作台误差综合补偿方法研究

针对由几何误差与热误差引起的数控机床工作台与主轴之间相对位置变动的问题,通过试验分析其在不同温度状态下的误差数据,得到机床工作台平面度误差随热变形保持不变的规律,并提出了一种数控机床工作台平面度误差与主轴热误差的综合补偿方法。该方法通过分别建立工作台平面度误差模型和热误差模型,并运用叠加原理建立综合误差补偿模型,对传统固定单位置点建模补偿方法的原理性缺陷进行了改进。结合机床关键部件的实时温度值和刀具位置的实时坐标值,计算出了全工作台各区域各温度阶段的误差补偿值,进而实现了全工作台主轴轴向综合误差的实时补偿。检验及分析结果表明,相比于传统固定单位置点热误差建模补偿方法,该方法所建模型残余标准差减小约7μm,精度提高比例达到50%;单次最大补偿残差减小约11μm,精度提高比例达到60%,大幅度提高了机床的加工精度。     

亚微米数控车床误差补偿技术研究

在分析亚微米超精密数控车床样机误差源的基础上,采用在线测量和离线测量相结合的方法辨识误差补偿量,建立了误差补偿控制系统,实验结果表明所用的误差补偿策略是相当有效的。     

考虑热误差的双转台机床工艺误差谱预测方法

五轴数控机床的几何误差和热误差是影响工件加工精度的两个重要因素,对这些误差因素进行分析可以有效提高薄壁件工件的加工精度。本文首先基于齐次坐标变换法,建立了双转台五轴数控机床的旋转轴几何误差模型;然后基于对标准球进行在机接触测量,辩识得出两旋转轴的12项几何误差,这些误差考虑了两旋转轴之间的相互影响和其热误差的影响;最后分析五轴数控机床加工空间的几何误差场,在该加工空间内几何误差从中心到外侧逐渐增加,当A轴旋转角度增加时,误差的最大值也随之增加。与其它位置误差辨识方法相比,本方法的测量精度符合加工要求,测量时间只需要30 min。     

SIEMENS数控系统摆线凸轮加工子程序的开发与应用

在SIEMENS数控系统功能的基础上。开发出了摆线凸轮加工子程序。该子程序使用等误差直线逼近来保证凸轮的精度。适用于三直线轴数控机床。该子程序的开发扩展了数控系统的编程功能。     

A strategy for minimization of thermal error in headstock assembly of CNC lathe

The thermo-elastic behavior of the spindle system in a CNC lathe contributes significantly toward the undesirable displacement at the tool center point (TCP). Minimization of the thermal deformation of spindle has become progressively important for the development of ultra-precision machine tools. To serve the purpose of predicting the characteristics of the heat flow and the corresponding thermal deformation, a finite element model for the headstock assembly of CNC lathe is developed. Heat generation and heat dissipation in the components of headstock assembly of CNC lathe are estimated for free running as well as machining conditions using empirical models. The thermo-elastic behavior is investigated with the aid of numerical model validated by experimentation. The deformation of bed is found to possess a significant influence toward the spindle displacement in X-axis which results in form error in the machined component. The proposed strategy is validated effectively to have control over the heat flow between headstock and bed with the aid of a carbon/epoxy laminate that results in a near zero displacement along the X-axis of the spindle.     

Influence of the Non-linear Geometric Errors of Vertical CNC Lathe on the Machining Precision for Turning Slewing Ring''''s Ball Track

应用多体运动学理论建立数控立车的几何误差模型,对数控立车车削加工回转支承滚道进行了误差分析。切削试验与误差分析表明,数控立车中的4项非线性几何误差严重影响回转支承滚道的开口和接触角,严格控制机床的4项非线性几何误差是提高回转支承滚道加工精度的基本保证。对现役数控立车来说,根据误差反向补偿原理,采用数控软件误差补偿技术是提高回转支承滚道加工精度的有效措施之一,实践证明其技术可行、效果明显。     

精密数控机床主轴热伸长补偿技术研究

针对目前精密数控机床热误差补偿问题,在基于主轴热误差测量系统的基础上,提出一种基于FCM聚类、多元线性回归的热误差补偿模型。通过对某卧式加工中心主轴恒定转速和变速工况下进行温敏点测量,建立关键温敏点与机床主轴热伸长的几何关系,通过补偿结果和切削试验表明该方法可以有效地降低主轴热伸长误差,提升零件的加工精度。