考虑温度变化的数控机床体积误差模型与检测

为提高不同温度下数控机床体积误差检测及建模精度,提出一种基于温升可重复的数控机床全温度范围体积热误差高精度检测方法,有效避免温度不匹配因素对分步体对角线测量体积热误差的影响;与常规热误差测量方法比较,基于温升可重复的分步体对角线测量方法可大幅提高体积热误差检测精度。阐明综合考虑刀具及主轴热变形的体积热误差综合数学模型建模机理,为误差检测、建模及补偿奠定基础。设计开发基于P89V51RD2单片机的误差检测及补偿平台,实验结果表明,补偿后体积热误差减小82.3%,大幅提高数控机床体积热误差检测及补偿精度。     

加工中心体积热误差在线建模与实时补偿

为提高数控机床体积热误差建模及补偿精度,提出一种基于正交多项式做最小二乘建模方法,构建几何误差与坐标的正交多项式,设计开发基于LabView的在线建模系统,应用正交函数族及初始建模数据实现几何误差建模,有效避免其它建模方法的病态问题,大幅提高体积热误差建模精度及效率,为体积热误差补偿奠定基础。阐明基于轴偏置误差补偿功能的体积热误差在线补偿机理,设计开发基于P89V51RD2单片机的误差在线补偿系统,实现体积热误差在线建模及补偿,实验结果表明,补偿后体积热误差减小89.5%,大幅提高数控机床体积热误差建模及补偿精度。     

基于主轴电流和振动信号的数控机床刀具磨损在线预测

为了实现数控机床加工过程中刀具磨损状态的在线预测,提高数控机床智能化水平,提出一种基于主轴电流和振动信号的数控机床刀具磨损在线预测方法。这一在线预测方法采集能够反映刀具磨损状态的主轴电流和振动信号,对信号进行频域、时频分析处理,采用小波包分解和经验模态分解两种方法进行特征提取,得到与刀具磨损状态变化密切相关的特征值,按照递增或递减趋势进行保序回归操作,使用指数平滑方法进行平滑处理,由此建立基于遗传算法参数寻优的支持向量回归模型,用于预测刀具磨损量。试验及应用表明,应用这一在线预测方法,刀具磨损预测的平均误差在25μm以内,满足企业加工要求。