无温度传感器的数控机床进给轴热误差补偿

分析了目前常见的进给轴热误差补偿方法的缺点,如需要多个温度传感器、模型的鲁棒性较差等。提出一种基于无温度传感器的、强鲁棒性的机床进给轴热误差补偿方法,在恒温环境下实现对运动生热导致的热误差的补偿。给出了热误差模型的推导过程以及应用ISIGHT平台进行参数优化的过程。热误差模型基于摩擦生热、热传导和散热机理实时预测滚珠丝杠的温度场,以实现预测并补偿丝杠热误差的目的。在一台立式加工中心VMC850上对x、y、z轴进行了热误差测试并给出了模型的仿真效果。在另一台立式加工中心VMC850上采用激光干涉仪进行了热误差补偿前后的对比试验和加工对比试验。试验结果表明,该热补偿方法具有很高的精度稳定性和强鲁棒性。     

数控机床误差补偿技术及热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一,文章在分析我体系统基本变换的基础上,建立了计及几何误差,载荷误差和热变形误差的机床不空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了和补偿,实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

数控机床进给轴综合误差解耦建模与补偿研究

为建立高精度的数控机床综合误差补偿模型,提出一种针对机床定位误差的解耦分离建模方法。通过对数控机床温度场与定位误差进行测量,研究机床在不同工况下温度场与定位误差的变化规律,基于该规律定义机床定位误差敏感度的概念,采用灰色关联度算法建立定位误差敏感度矩阵并优化了测温点。根据机床定位误差变化规律,利用多元回归和GM(1,n)算法对机床几何基准误差和热误差进行解耦分离建模,并将上述模型进行线性叠加构建机床定位误差综合模型。在不同工况条件下对一台VXC-560型加工中心进行在线补偿,试验结果表明机床x轴在冷态条件下的定位误差从11.1μm降低到4.5μm,降幅为59.5%,在热态条件下的最大定位误差由34.9μm降低到8.2μm,降幅为76.5%,并验证了采用误差模型直接驱动机床硬件进行补偿的新思路,具有一定的工程应用前景。     

高精度数控机床热误差分析及补偿技术研究

高精度数控机床的热特性是影响机床精度的重要因素,热误差导致了机床精度的下降。针对高精度数控机床Y轴、Z轴垂直精度不稳定问题,本文通过建立误差影响因素模型,结合实验测试对误差影响源进行分析。分析结果表明液压泵站辐射与对流传热、主轴冷却系统是影响Y轴、Z轴垂直度的主要因素。     

数控机床误差补偿技术及应用热误差补偿技术

热变形误差是影响机床定位精度的重要因素之一。文章在分析多体系统基本变换的基础上,建立了计及几何误差,载荷误差和热变形误差的机床空间综合误差计算模型。对ＸＨＦＡ２４２０加工中心的丝杠和滑枕系统的热变形误差进行了计算和补偿,实验结果表明热误差补偿量达６５％以上。     

五轴数控机床轮廓误差预补偿技术研究

五轴数控机床在加工过程中不可避免会产生误差,为了进一步提高五轴数控机床的加工精度,本文提出了五轴数控机床轮廓误差的预补偿技术,首先分析了轮廓误差的产生原因和组成要素,然后提出了跟踪误差的预测方法并建立预测模型,接着对于轮廓误差的预测进行建模,最后根据五轴机床加工过程中给出的路径仿真得出了轮廓误差未补偿和补偿的对比,结果表明了经过轮廓误差的预补偿,能够很大程度上减小加工过程中出现的轮廓误差,进一步证明了本文方法的有效性。     

数控机床进给轴的安装与检测技术

进给轴是数控机床实现进给运动的主要部件,它的装配质量好坏直接影响到数控机床的传动精度和定位精度.从数控机床进给轴的基本组成入手,阐述了进给轴的主要组成部分的安装与检测方法,为数控机床的装配打下基础.     

数控机床热精度误差权重分析研究

工业的水平是衡量一个国家国力的重要指标,工业水平的支柱就是机械制造业,近代以来,制造业技术飞速发展,精密及超精密加工制造技术已经成为现代机械加工制造业的重要组成部分,而其中数控机床由于自身的特点很快成为了工业的制造的重要组成部分。数控机床作为机械制造加工的重要工具,它的精度指标是影响工件加工精度的重要因素。因此,提高数控机床精度的研究受到了极大关注。本文数控机床热精度误差权重分析研究。     

基于嵌入式的数控机床热补偿技术研究

热误差补偿是减小热误差,提高加工精度的主要措施之一。为了能够精确地建立误差补偿模型,以及简单方便地执行误差补偿,将神经网络建模技术与嵌入式技术相结合,介绍了基于嵌入式的热补偿器,运用BP神经网络建立热补偿模型,开发基于Qt的具有通用性的数控机床热补偿人机交互界面。热补偿界面实现了补偿模型移植与固化、温度数据采集、位移数据采集、补偿值计算、发送补偿数据以及补偿器与机床通信等功能。所开发的界面具有实时性强、操作简单方便、人机界面友好等优点。     

数控机床进给轴现状及发展趋势

进给运动同主运动一道实现工件的成形。随着切削速度的提高对进给轴的速度、加速度以及精度提出越来越高的要求。因此,进给轴的设计、制造质量对于数控机床十分重要。在本文中作者结合多年工作经验,总结和分析了数控机床进给轴设计中的功能参数、检验指标和发展趋势。     

Thermal Error Measurement and Real Time Compensation System for the CNC Machine Tools Incorporating the Spindle Thermal Error and the Feed Axis Thermal Error

Thermally induced errors have been significant factors affecting machine tool accuracy. In this paper, the thermal spindle error and thermal feed axis error have been considered, and a measurement/compensation system for thermal error is introduced. Several modelling techniques for thermal errors are also implemented for the thermal error prediction; i.e. multiple linear regression, neural network, and the system identification methods, etc. The performances of the thermal error modelling techniques are evaluated and compared, showing that the system identification method is the optimum model having the least deviation. The thermal error model for the feed axis is composed of geometric terms and thermal terms. The volumetric errors are calculated, combining the spindle thermal error and feed axis thermal error. In order to compensate for the thermal error in real-time, the coordinates of the CNC controller are modified in the PMC program. After real-time compensation, the machine tool accuracy improved about 4–5 times. ID="A1" Correspondence and offprint requests to: Dr H. J. Pahk, School of Mechanical and Aerospace Engineering, Seoul National University, San 56–1, Shinlim-Dong, Kwanak-Ku, Seoul 151–742, Korea. E-mail: hjpahk@plaza.snu.ac.kr     

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。     

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。     

数控机床热误差补偿模型稳健性比较分析

数学模型的精度特性和稳健性特性对数控机床热误差补偿技术在实际中的实施性影响不容忽视。对数控加工中心关键点的温度和主轴z向的热变形量采用多种算法建立了预测模型,对不同算法拟合精度进行分析。同时进行全年热误差跟踪试验,获得了机床在不同环境温度和不同主轴转速的试验条件下的敏感点温度和热误差值。以此为基础,对各种预测模型的预测精度进行比较验证不同模型的稳健性。结果表明,多元线性回归算法的最小一乘、最小二乘估计模型以及分布滞后模型在改变试验条件时预测精度下降,而基于支持向量回归机原理的热误差补偿模型仍能保持较好的预测精度,稳健性强。这为数控机床热误差补偿模型的选择提供了具有实用价值的参考,具有很好工程应用性。     

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。     

数控机床热误差特性分析

对数控机床在主轴空转和实切状态下的热误差特性进行了比对分析。利用模糊聚类和F统计量确定了最佳的分类及分类阈值,根据温度与热误差之间的灰色关联度确定出温度敏感点,进而建立补偿模型。对实验结果的分析表明,温度敏感点在两种状态下是动态变化的,不同状态下的补偿模型并不通用;实际生产中的热误差补偿应优选实切状态下的热误差模型。     

机床热误差补偿中温度传感器布置策略的研究

讨论了现有机床热误差建模中温度传感器布置的策略,在此基础上发展了一种新的布置策略,并将此策略与其他策略相组合用来对光学曲线磨床进行温度传感器的布置,有效地减少了热误差建模的温度传感器数量,为简化热误差模型和提高模型的实用化程度打下了基础.     

数控机床几何误差建模及误差补偿的研究

基于多体系统运动学理论，建立了一种通用的数控机床几何误差模型，该模型易于实现计算机自动编程，能够广泛的应用于各种不同类型的数控机床上。给出了实现误差补偿的算法和程序流程图，特别针对直线与圆弧的分段处理进行了研究，结出了分段方法及坐标求取方法。最后，以一台三轴立式加工中心为例，对其21项几何误差进行了辩识，通过实验验证了误差补偿的效果。     

五轴数控机床回转中心的几何误差检测与补偿

通过对转摆台式五轴数控机床回转中心几何误差的研究,提出了转摆台式五轴数控机床回转中心不重合几何误差的检测与补偿方法。将此方法应用于沈阳机床某转摆台式五轴数控机床,结合HEIDENHAIN ITNC530系统进行误差补偿,取得了良好效果。     

数控机床误差测量技术及其误差补偿

介绍了一种使用激光多普勒位移干涉仪对数控机床误差测量和误差补偿的方法。分轴步进体对角线测量法就是通过序列的单轴运动使机床沿着体对角线运动,这样便可以分离出数控机床的各项空间误差元素,包括直线定位误差、垂直直线度误差、水平直线度误差。然后利用测量误差自动生成补偿文件,输入数控系统,对误差进行相应的补偿。实验证明了这种测量和补偿的有效性。