数控机床检测元件故障诊断及维修实例

位置检测元件是数控机床的重要组成部分,检测元件采用直接或间接的方法将数控机床的执行机构或工作台等设备的速度和位移检测出来,并发出反馈信号,与数控系统发出的信号指令相比较,构成闭环(半闭环)系统,补偿执行机构的位置误差,从而提高数控机床加工精度.本文阐述了数控机床检测元件的日常维护及注意事项,通过长期实践总结积累了位置检测元件常见的故障及维修实例.     

数控机床检测元件故障诊断及维修实例

位置检测元件是数控机床的重要组成部分,检测元件采用直接或间接的方法将数控机床的执行机构或工作台等设备的速度和位移检测出来,并发出反馈信号,与数控系统发出的信号指令相比较,构成闭环(半闭环)系统,补偿执行机构的位置误差,从而提高数控机床加工精度.本文作者阐述了数控机床检测元件的日常维护及注意事项,总结了位置检测元件常见的故障,并介绍了维修实例.     

检测元件在数控机床中的故障诊断与维修

位置检测元件是数控机床的重要组成部分,检测元件采用直接或间接的方法将数控机床的执行机构或工作台等设备的速度和位移检测出来,并发出反馈信号,与数控系统发出的信号指令相比较,构成闭环(半闭环)系统,补偿执行机构的位置误差,从而提高数控机床加工精度.阐述了数控机床检测元件的日常维护及注意事项,通过长期实践总结积累了位置检测元件常见的故障及维修实例.     

数控机床中直接位置闭环控制系统的研究

针对间接位置闭环控制系统存在的问题,给出了一种基于伺服驱动器本身的直接位置闭环控制系统的设计与实现.实验结果表明,直接位置闭环控制系统克服了间接位置闭环系统的固有缺陷,能够补偿机械环节的各种误差,使得实际的工作台位移能够准确地反映指令位置,达到了预期目标.     

普及型数控系统直线误差的研究与应用

通过分析普及型半闭环数控系统的直线误差,指出传动系统的反向间隙和螺距误差是影响定位精度和重复定位精度的主要原因.阐述了数控系统反向间隙补偿和螺距误差补偿的原理,提出了发挥数控系统软件功能,控制直线误差,是提高行业加工精度的经济而有效的方法.研究了反向间隙测量方法和螺距误差补偿原点设置的原则.以GSK数控系统为例,详细介绍了反向间隙补偿、螺距误差补偿相关的误差测量方法、数控系统参数设置、变量设置等内容,并列举了具体操作实例.     

基于DSP伺服系统位置环的设计

使用TMS320F2812作为伺服控制器,设计了一个小型而又简单的伺服系统.通过频域法得到控制对象的数学模型,使用精密电位计作为位置传感器,形成位置闭环.进行超前-滞后的校正补偿,实现对系统的任意角度的控制.在0.1°的阶跃信号输入下,得到调节时间ts为0.44s,位置误差Ess为0.058 8°的控制特性,其特性参数满足指标要求.实践表明该位置环设计是有效的.     

基于AMESim的电液位置控制系统动态性能仿真分析及优化

为了满足控制系统动态响应及位置误差的要求,基于AMESim图形界面建立了电液位置控制系统的仿真模型,对其动态特性进行了仿真分析及优化。结果表明:利用AMESim在闭环控制系统中引入速度信号进行补偿,在满足系统稳定的前提下可以加快系统响应速度,降低系统的动态位置误差。     

FANUC 0i-MC数控铣床反向误差的参数补偿方法

基于FANUC 0i-MC半闭环数控铣床,介绍了企业在切削进给和快速进给两种运动模式下对X、Y两直线轴反向误差的参数补偿方法.     

复合材料内腔数控钻孔机床控制系统设计

针对复合材料内腔钻孔加工过程中因人工钻孔引起的孔位置精度差、效率低等问题,设计了一套五轴联动机床闭环控制系统。在该系统软硬件设计过程中充分考虑了加工稳定性、可靠性、精确性。结合工件加工位置和机床结构,以数控系统为控制核心,在PC端精度补偿系统、数控位置指令、伺服控制系统共同作用下实现闭环控制自动补偿定位误差,并保证加工精度。通过试验对钻孔过程中定位精度进行验证,结果表明:钻孔质量和加工效率满足复合材料内腔钻孔加工要求,该系统具有一定的实际应用价值。     

外圆磨床主轴回转误差的补偿控制

本文提出一个外圆磨床主轴回转误差补偿方案。补偿系统是一个闭环系统，各环节的传递函数可通过系统辨识获得，根据最小方差控制原则求出微动伺服机构的控制输入以达到最优的控制效果。     

Accuracy enhancement of five-axis CNC machines through real-time error compensation

Although error modeling and compensation have given significant results for three-axis CNC machine tools, a few barriers have prevented this promising technique from being applied in five-axis CNC machine tools. One crucial barrier is the difficulty of measuring or identifying link errors in the rotary block of five-axis CNC machine tools. The error model is thus not fully known. To overcome this, the 3D probe-ball and spherical test method are successfully developed to measure and estimate these unknown link errors. Based on the identified error model, real-time error compensation methods for the five-axis CNC machine tool are investigated. The proposed model-based error compensation method is simple enough to implement in real time. Problems associated with the error compensation in singular position of the five-axis machine tool are also discussed. Experimental results show that the overall position accuracy of the five-axis CNC machine tool can be improved dramatically.     

基于数控指令修正的数控内圆磨床几何误差补偿

为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明：通过修改数控指令能够提高机床加工精度。     

数控机床误差补偿评价研究

为了提高数控机床的位置精度,保证生产质量,对数控机床位置精度误差性质的分类、辨识方法、误差补偿以及误差补偿效果评价方法进行了研究,提出使用方差分析技术分离机床位置精度误差的系统误差和随机误差,并基于F检验方法推断系统误差所占比重的相对大小、位置精度误差是否需要补偿并能够对补偿的效果做出评价,并用实例验证了该方法的有效性.     

基于激光跟踪仪的数控机床空间误差测量及补偿

为了改变机床空间误差综合性的测量手段和补偿技术在国内机床制造和生产中应用较少的现状和研究数控机床空间精度提升方法，介绍数控机床平动轴的21项误差和激光跟踪仪的空间误差测试原理，阐述测量与辨识机床空间误差的步骤和方法。在桥式五轴加工中心上进行空间误差测试，给出数控机床空间误差结果，并生成误差补偿文件，通过西门子的VCS功能进行了误差补偿。并对比分析了补偿前后的21项误差，对补偿前后数据的差异进行原因分析，并通过对机床空间体对角线的测量验证了空间误差测量与补偿的实际效果，补偿后误差缩小为原来的11.2%,应用该技术能够大大提高机床的空间精度。     

数控机床在线检测系统的定位误差补偿实验研究

为了提高数控机床在线检测精度,研究机床各个轴的定位误差对数控机床在线检测精度的影响。针对数控机床误差补偿进行实验研究,采用激光干涉仪在数控机床上测量出各个轴的定位误差,将各个轴的定位误差依次进行补偿;并以Visual C++6. 0为工具,编写了三次样条曲线的算法程序,将测量的数据点拟合成一条曲线,达到可以预测机床任意点误差的效果;进行标准块检测实验。结果表明:在数控机床在线检测系统中实施误差补偿,效果较为明显,利用补偿软件可以实现对数控机床任意点进行补偿。     

BF-850B立式高速数控机床精度检测及误差补偿研究

机床在加工的过程中会因为物理变形和热变形,使得加工零件的精度难以保证,因此必须对运动中的影响机床精度的误差源进行误差分析及实时补偿。利用激光干涉仪和球杆仪对数控机床定位精度进行检测,并建立了关于机床变形的检测数据的数学模型,确定了定位误差补偿方法,同时以具体的数控机床为例进行了定位精度检测与误差补偿,最后对补偿效果进行了分析。结果表明：该定位误差检测及补偿方法具有可行性与实用性,使数控机床的定位精度得到了显著的提高。     

基于半闭环控制的数控系统反向间隙补偿

在半闭环控制的机床中反向间隙是影响机床定位精度和加工精度的一项重要因素,对其进行反向间隙补偿是一项非常重要的工作.文章提出了基于半闭环控制下的间隙补偿原理,通过间隙模型仿真验证了补偿算法的可靠性,并且在开放式数控系统实验平台上实现了算法的嵌入,实际的测量结果论证了算法的正确性.实验表明,通过该间隙补偿方法可以有效地降低因反向间隙所造成的轮廓误差.     

XK714/1数控铣床螺距误差补偿

数控机床的定位精度是影响其高精度性能的一个重要方面,因而也是数控机床验收和检测的重要指标之一。螺距误差是影响定位精度的重要因素,通过螺距误差补偿能够有效改善机床的定位精度和加工精度,对数控机床的使用和维护具有重要意义。对数控机床反向间隙补偿和螺距误差补偿的原理及测量方法进行深入研究,并针对XK714/1数控铣床FANUC 0M系统的螺距误差进行补偿,取得了良好的补偿效果,说明对滚珠丝杆传动机构的反向偏差与螺距误差进行补偿是恢复和提高机床精度的一种重要手段。     

数控机床平动轴误差辨识及补偿研究

为了大幅提升数控机床平动轴的运动精度,从而满足当代数控系统对其高精度的要求,针对机床平动轴的空间几何误差开展了深入研究,提出了可以有效辨识平动轴空间几何误差的便捷方法,并基于齐次坐标变换原理建立了平动轴空间几何误差的辨识模型;针对机床平动轴定位误差的特性,提出了可以实现有效补偿的增量式误差补偿原理,并建立了相应的误差补偿模型。经验证,所提出的平动轴误差辨识法和增量式误差补偿原理不仅理论正确,而且可以大幅地提高机床平动轴的定位精度。     

Accuracy test of five-axis CNC machine tool with 3D probe-ball. Part II: errors estimation

To improve the accuracy of CNC machine tools, error sources and its effects on the overall position and orientation errors must be known. Most motional errors in the error model of five-axis machine tool can be measured with modern laser interferometer devices, but there are still some not measurable geometric errors. These not measurable errors include constant, inaccurate link errors of components such as rotary axes block, main spindle block and tool holder. After setting all measured errors in the error model, a reduced error model is defined, which describes the influence of each unknown and not measurable link error on the overall position errors of the five-axis machine tool. On the other hand, the newly developed probe-ball device can measure the overall position errors of five-axis machine tools directly. Based on the reduced model and the overall position errors, the link errors can be estimated very accurately with the least square estimation method. The error model is then fully known and can be used for advanced purposes such as error prediction and compensation.