3-PRS serial-parallel machine tool error calibration and parameter identification

3-PRS serial-parallel machine tool consists of a 3-degree-of-freedom (DOF) implementation platform and a 2-DOF X-Y platform. The error modeling and parameter identification methods were deduced based on 3-PRS serial-parallel machine tool. 3-PRS serial-parallel machine tool was researched, and the mechanism of error analysis, modeling, identification of error parameters and measurement equipment for the use of agency error of measurement were conducted. In order to achieve the geometric parameters calibration and error compensation of the serial-parallel machine tool, the nominal structural parameters of the controller was adjusted by identifying the structure of the machine tool. With the establishment of a vector space size chain, we can do the error analysis, error modeling, error measurement and error compensation can be done.     

3-PRS serial-parallel machine tool error calibration and parameter identification

3-PRS serial-parallel machine tool consists of a 3-degree-of-freedom (DOF) implementation platform and a 2-DOF X-Y platform. The error modeling and parameter identification methods were deduced based on 3-PRS serial-parallel machine tool. 3-PRS serial-parallel machine tool was researched, and the mechanism of error analysis, modeling, identification of error parameters and measurement equipment for the use of agency error of measurement were conducted. In order to achieve the geometric parameters calibratio...     

基于时间序列算法的数控机床热误差建模及其实时补偿

提出了一种基于时间序列算法的机床热误差建模方法.通过时序算法综合分析软件,对实测的热误差数据进行预处理、模式识别、模型参数估计、循环定阶判别以及模型整合,建立表征机床热误差变化规律的实时补偿模型,并通过判别温度变化趋势,实时调整模型迭代系数.通过实时补偿系统,利用所建立的热误差补偿模型对数控机床的热漂移误差进行实时补偿加工.结果表明,工件的径向尺寸误差从补偿前最大的112μm降低到7μm,机床加工精度和稳定性大幅度提高.     

基于时变特性的数控机床综合误差建模方法

 以立式B-A 摆头五轴数控机床为例,根据机床误差元素的时变特性,研究一种能够反映静、动态综合误差的数控机床误差建模方法。将动态误差表达为与运动单元速度、加速度相关的傅里叶级数形式,并与静态误差结合,将运动副误差元素表达为静态误差矩阵与动态误差矩阵的复合形式,利用多体系统理论构建了静、动态误差与刀具轨迹误差的映射关系模型。理论分析表明,基于时变特性的综合误差建模方法考虑了运动学、动力学两方面的影响因素,可以更准确地反映机床高速、高精加工过程产生的实际误差,从而为数控机床的误差补偿及控制参数整定奠定一定的理论基础。     

A novel symmetrical 3-DOF PKM and its performance comparison with 3-PRS PKM

A novel symmetrical 3-degree-of-freedom ( DOF ) parallel kinematic manipulator ( PKM ) is firstly presented, which is named 3-P ( Qu) RU.According to the structure feature, a double closed loop vector method is proposed to investigate this PKM.Based on this method, kinematic, velocity and error models of this manipulator are established respectively.Since3-PRS PKM has been applied successfully in practice and its structure is similar to the 3-P ( Qu) RU PKM, corresponding models of a 3-PRS PKM are given and a performance comparison study between them is investigated on workspace, manipulator dexterity, position error and error sensitivity.The comparison results reveal that the 3-P ( Qu) RU PKM has the advantage on velocity performance and the disadvantage on ac-curacy performance.This novel 3-P ( Qu) RU PKM is an available selection for a tool head of a hy-brid machine tool and the analysis is greatly helpful for the further applications of this manipulator.     

五轴数控机床综合误差建模分析

分析了机床运动副的误差运动学原理，利用齐次坐标变换对一台包含3个移动副和2个转动副的五轴加工中心建立了误差综合数学模型．模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差，共计57个误差元素．本分析方法可为其他类型的多轴数控机床、机器人的误差综合建模及补偿提供理论参考．     

机床热误差的检测与建模方法

热误差作为影响机床加工精度的主要因素,通过误差补偿可以对其进行有效控制.在误差补偿法中,获得机床热误差并建立热误差模型是整个补偿过程的核心与关键.综述了机床热误差的检测方法和建模方法,包括直接、间接检测法,和多元回归分析法、人工神经网络法、支持向量机法、灰色系统理论法及贝叶斯算法.并结合目前的研究现状,展望未来的发展.     

大型机床热误差检测及建模

以大型机床热误差补偿为研究列标、以大型龙门机床为研究对象,开发了温度热误差检测系统,实测了机床的热误差和温度场,并利用热误差及温度变量间的相关性,选取了建模温度变量,采用多元回归,建立了Z向热误差模型,并预测了后续热误差的变化。预测结果有效地将热误差带宽从60μm降为18μm,有效证明预测的可行性。     

并联机床驱动杆铰链位置误差分析

为提高并联机床运动精度,解决其铰链误差对运动精度的影响问题,以东北大学开发的3-PTP并联机床为分析对象,采用叠加原理,建立三自由度并联机构驱动杆铰链误差模型;采用矩阵范数分析驱动杆铰链误差对动平台终端运动精度的影响规律.分析表明,结构参数λ大,不利于减小工作空间内动平台位置误差的最小值,但对其最大值影响不大.该误差模型的建立为此并联机床进一步优化机构设计参数以及误差补偿奠定了基础.     

基于SSO算法优化神经网络的数控机床热误差建模

针对影响五轴数控机床加工精度的复杂热特性,提出了一种用于摇篮式五轴数控机床热误差建模方法.该方法主要采用鲨鱼嗅觉优化(SSO)算法和神经网络的复合建模方式,有效提高了机床热误差预测模型的精度和建模效率.首先通过使用热成像仪筛选出机床的温度敏感点,然后将温度传感器布置在机床热敏感点的位置,将采集到的热特性数据采用本文所提方法进行热误差建模,结果表明,该方法在建模速度和精度上要优于ABC和PSO神经网络,最后将该热误差预测模型应用于五轴数控机床热误差补偿实验,将试件加工精度提高了32%.     

机床热误差建模的组合小样本LKL方法

在辨识机床的热变形模型时，由于所能得到的样本较小且含有测量噪声，因此简单地采用传统的辨识方法效果并不理想。为此本文提出了一种组合样本的ＬＫＬ方法，将多个小样本组成一个大样本进行辨识。实验结果表明，该方法可以明显提高辨识精度。     

数控铣床几何误差测量与反向间隙补偿试验

 研究数控铣床几何误差检测及其补偿技术,对高速数控铣床工作空间中的平面误差场的检测、建模和补偿技术进行了比较系统和深入的探讨。对几何误差的基本特性,在单轴轴向运用高精度的HEIDENHAIN直线光栅进行了试验验证。结果表明,在满足基本测试条件下,误差的基本特性成立,这为提供新的误差测量方法打下了基础;针对数控铣床运动过程中的反向间隙,提出了插补运动综合几何误差的间隙补偿技术和算法,数据处理后的测量结果显示反向间隙可以很好地得到补偿。     

机床热变形误差实时补偿技术

研究了通过实时补偿热误差提高数控机床加工精度的方法,采用一维球列加快和简化了热误差的测量。利用多元线性回归方法建立了热误差与温度的数学模型,在外部微机的帮助下,可在加工过程中实时补偿热误差,切削实验表明补偿效果良好。     

机床热特性研究

机床热误差严重影响机床的加工精度,必须对其加以控制,在研究机床的热误差时,首先需要明确机床的热特性,该工作可以为后续热误差建模提供模型输入值.主要综述了机床热误差的来源、机床温度场的获取方法、温度传感器布置策略及常用温度测点优化方法,同时对上述研究中的方法进行了优缺点分析,并结合目前的研究现状,展望了未来的发展.     

电动缸性能参数测试系统设计

针对现有的电动缸测试系统和测试方法不能满足电动缸产品出厂参数快速测量的问题,研发了一套以PC机作为上位机,雷赛DMC5480运动控制卡作为核心控制器,高精度磁栅尺为检测装置的电动缸性能参数测试系统。根据测试需求设计了开放式电动缸测试系统、测试方法和功能测试模块;结合数据测量装置,基于VB和API函数研发了开放式电动缸自动测试系统软件平台,包括电动缸的位置精度、回程误差、重复定位精度、误差分析与补偿及跟随误差测试等功能模块。该测试系统成功应用于某公司电动缸出厂参数快速测量。     

基于误差分解的数控机床热误差叠加预测模型及实时补偿应用

针对数控机床热误差变化复杂而难以用常规方法预测的问题,将温升过程的热误差按不同的误差因素分解为静态基准误差和温升影响误差2个部分,分别建模并叠加生成热误差整体预测模型;利用所建模型对一台典型三轴数控铣床进行热误差预测;同时,结合自主研发的误差实时补偿系统,采用模型预测值对机床热误差进行实时补偿.结果表明：所提出的模型可以准确预测温升过程中任意温度的变化状态和坐标位置的热误差;模型预测值对机床热误差的补偿效果显著,可大幅降低热误差对加工精度的影响.     

基于球杆仪的三轴数控机床热误差检测方法

热误差是影响机床加工精度的主要误差项．为了快速检测机床自身热误差，在研究机床综合误差和球杆仪检测原理的基础上，提出了一种快速有效的检测方法——球杆仪法．通过建立三轴数控机床的几何误差和热误差的综合误差模型，提出机床的几何误差和热误差的检测及分离方法，并对影响加工精度较大的主轴与Z导轨的平行度误差、标尺热变形导致的比例误差以及滚珠丝杠变形导致的周期性误差等主要热误差项进行了球杆仪圆轨迹测试法的模拟仿真，通过进行球杆仪检测实验，测得机床空载时的主轴端热漂移误差，得到其变化规律曲线．相对于传统热误差检测法，该方法简捷有效．     

轨迹误差建模的多轴联动机床轮廓误差补偿技术

为了提高数控机床多轴联动加工精度,减小由传动机构和运动部件质量、刚度、阻尼及摩擦等因素造成的轮廓误差,针对交叉耦合控制参数难以选择及容易使系统不稳定的问题,提出了一种针对多轴联动机床进行运动轨迹误差建模和补偿的方法.该方法通过测量机床的典型实际联动轨迹,来建立轮廓误差模型,实现了加工过程轮廓误差的实时估算和补偿.通过对x、y轴工作台的联动轮廓误差建模和补偿实验,证明此方法可以显著减小圆弧及曲率连续变化曲线轨迹的加工误差,从而提高了在高速条件下的数控机床多轴联动的加工精度.     

Modeling Approach of Regression Orthogonal Experiment Design for Thermal Error Compensation of CNC Turning Center

The thermal induced errors can account for as much as 70% of the dimensional errors on a workpiece. Accurate modeling of errors is an essential part of error compensation. Base on analyzing the existing approaches of the thermal error modeling for machine tools, a new approach of regression orthogonal design is proposed, which combines the statistic theory with machine structures, surrounding condition, engineering judgements, and experience in modeling. A whole computation and analysis procedure is given. ...     

车床的在线识别

此文介绍在线识别法建立机床数学模型的研究结果。阐述了在线识别的原理、方法和过程。