数控成形砂轮磨齿机床几何误差建模与补偿

文章以QCYK7332A数控成形砂轮磨齿机为例,对机床误差进行了分析,利用齐次坐标变换建立了空间误差数学模型;针对几何误差模型提出了一种对机床误差进行预测以及实时误差补偿的方法,并用Renishaw激光干涉仪测量机床的x轴角度误差,说明机床误差预测以及实时误差补偿的过程,为提高数控成形砂轮磨齿机精度和减少机床的几何误差提供了理论依据.     

展成法球面磨床的几何误差补偿

利用多体系统运动学理论,通过变换矩阵方程,分析了系统中的移动副误差、转动副误差和正交误差原理.针对展成法球面磨削系统的结构与加工方式的独特性,提出了虚拟磨削点,建立了球面磨削系统的空间误差模型,并通过激光干涉仪进行了几何误差的测量.利用软补偿方法进行实验验证的结果表明,经过几何误差补偿后的球面加工精度有显著改善.     

基于插值算法的数控机床复合误差补偿技术

为提高数控机床的加工精度,提出了基于线性插值法和牛顿插值法的数控机床几何与热的复合误差建模方法,并利用数控系统外部机床坐标系的偏置功能,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.结果表明:所提出的模型具有计算简便、预测精度高等优点,可用于各种复杂加工场合中的数控机床几何误差与热误差的实时补偿.     

机床定位误差的微机补偿方法

本文介绍了机床和仪器定位误差的各种微机补偿方法,采用列表法和水平分割,在由单片机控制的误差补偿系统中,对感应同步器数显装置的定尺零位误差进行了补偿,使其误差基本控制在正,负一个脉冲当量内。理论分析和实验结果表明,微机误差补偿技术可以大幅度提高机床和仪器的定位精度。     

并联机床铰链制造误差的补偿

为减小铰链制造误差,提高并联机床运动精度,以六自由度并联机床XNZ63为结构模型,分析了铰链的各种制造误差。利用Denavit-Hartenberg(D-H)方法,建立包含铰链制造误差的运动学方程,通过仿真计算得到工作空间内铰链制造误差对终端运动精度的影响规律。将铰链制造误差映射为驱动轴长度误差,并据此开发出误差实时补偿算法。仿真表明:在测量扰动为0.01mm时该算法仍可补偿约80%的误差影响,补偿每个位姿点仅耗时0.3ms左右,符合数控系统实时性要求,为含有同类铰链的并联机床提供了高效通用的铰链制造误差补偿算法。     

机床定位误差的微机补偿方法

本文介绍了机床和仪器定位误差的各种微机补偿方法－ 采用列表法和水平分割, 在由单片机控制的误差补偿系统中, 对感应同步器数显装置的定尺零位误差进行了补偿, 使其误差基本控制在正、负一个脉冲当量内－ 理论分析和实验结果表明： 微机误差补偿技术可以大幅度提高机床和仪器的定位精度     

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。     

机床热误差补偿建模方法研究

在机床热误差补偿技术研究中,热误差鲁棒建模是机床热误差补偿的成功关键之一。对国内外几种主要的热误差建模方法进行了较为深入的分析研究,比较了不同方法各自的优缺点,并针对缺点介绍了一些改进方法。在此基础上,总结归纳了目前研究存在的问题,并对未来的发展方向进行了探讨。     

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。     

一种基于光线漂移补偿的导轨角度误差测量方法

提出了一种带有光线漂移补偿的测量导轨俯仰角误差、偏摆角误差的方法及系统.将平面反射镜作为角度测量敏感元件,利用二维位置敏感探测器(PSD)和透镜组合来实时监测激光器本身所引起的光线角度漂移.实验结果表明:使用本系统测量导轨的角度误差,由激光器本身所引起的光线角度漂移对导轨偏摆角及俯仰角误差的影响可分别减少89.3%和69.2%,进一步提高了导轨角度误差测量的精度.     

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.     

液体静压导轨油膜结合面误差对导轨几何误差的影响机制

液体静压导轨是超精密车床的主要核心部件，其几何误差对超精密车床的加工精度起着至关重要的作用。制造装配误差以及变形误差是影响液体静压导轨几何误差的主要因素。为了提高液体静压导轨几何误差和精度保持性，该文建立液体静压导轨流固耦合仿真模型和螺栓预紧力学模型，分别讨论油压等因素作用下的静压导轨变形和螺栓预紧变形规律，提出表征制造装配误差的数学模型，建立油膜均化作用下的变形误差传递模型，分析导轨压板油膜结合面误差(即压力油膜所支承的结构表面误差)对工作台几何误差的影响机制。研究表明：液体静压导轨压力油膜的误差均化作用使得其几何误差远低于自身零部件面形误差，但压力油膜并不能完全均化油膜结合面上的误差；结合面误差增加的同时，其油膜均化能力逐渐减弱；此外，液体静压导轨直线度误差对油膜结合面误差幅值更为敏感，而角度误差受结合面误差函数的波长和相位差的影响更为明显。实验测量的导轨几何误差与模型预测结果一致。该研究为超精密车床的液体静压导轨制造、装备工艺提供了有益参考。     

基于运动轨迹测量的加工中心几何误差控制

利用机器人运动学的齐次坐标变换原理和小角度假设,建立了三轴立式从加工中心刀尖到工件的封闭矢量链,推导出包含21项几何误差的三轴立式加工中心几何误差模型,给出基于运动轨迹误差测量的几何误差辨识方法。建立的基于运动轨迹误差测量的几何误差模型可以推广应用到其他型式的数控机床误差的建模、辨识和控制中。     

数控车床的几何误差

本文给出了数控车床的几何误差模型和一台数控车床的实测数据。由于选择通过主轴旋转轴线的水平面作为测量平面,同时把激光测量元件安装在刀具的位置,从而使得测量工作和公式推导大为简化。实验数据表明,数控车床的几何误差值可以大大超过人们估计的值;非实时的补偿可以显著地减小数控车床的几何误差。     

机床热变形误差数控实时补偿技术的研究

本文对机床热误差数控实时补偿技术的原理、数学模型、温度敏感点的筛选,多参数对多参数的回归计算,补偿判别及补偿脉冲进退量的计算等问题进行了研究,通过对某数控线切割机床的热特性试验,对研究结果加以验证。     

机床夹具的误差及误差系统图

从几何和物理的角度系统地分析与夹具有关的各项误差及其关系，并制定出夹具误差系统图，为夹具设计和分析计算夹具误差提供参考。     

面向轮廓精度控制的误差补偿方法

在分析了常用几种误差补偿方法的基础上,指出基于轮廓度误差的误差补偿方法的不足.从轮廓精度与位姿误差无关的特性出发,提出了一种直接面向轮廓精度控制的误差补偿方法--几何自适应误差补偿,论述了该方法的两个组成部分--轮廓匹配和误差预估,推导出效率很高的轮廓匹配公式.仿真结果表明:所提方法可以减小轮廓误差,提高轮廓精度,并能实现高精度轨迹控制.     

基于改进单纯形法的零件几何误差评定

在建立几何误差评定规划模型的基础上,以轴类零件圆度的评定为例,应用改进单纯形法对几何误差规划模型进行优化求解,并给出了详细的求解进程。将评定结果与现有的优化算法结果进行了对比,结果表明基于改进单纯形法的几何误差评定,具有精度高和计算速度伙的优点,在实际生产中有较好的实用性。     

基于自适应分段与动态修正的机床定位误差补偿

为了提高并保持机床的加工精度,提出了自适应分段建模与动态修正相结合的误差补偿方法.根据误差曲线形状与建模精度需求,自适应地确定分段区间与函数最佳拟合阶次,以实现在线自动建模.结果表明,所建模型并非一个固定的算法,能够实时监测机床温度场、外界环境温度及冷却液工作状态的变化情况,不断更新数学补偿模型的几何调整因子与热增益系数,并动态修正补偿模型.同时,在VM850型立式加工中心进行了误差补偿实验.结果表明,在复杂工况下,基于自适应分段建模与动态修正相结合的误差建模及补偿方法能够满足数控机床的实时补偿需求,其补偿精度高、鲁棒性好.     

基于神经网络的坐标测量机几何误差模型研究

分析了坐标测量机几何误差的几种常用模型，提出了基于神经网络的单项几何误差模型。由于坐标测量机几何误差变化规律复杂，采用一般的BP神经网络模型算法，速度慢且难以收敛。利用牛顿变形算法训练网络，加快了网络收敛速度，效果显著。通过与线性插值、多项式拟合法和神经网络逼近法的比较，可以明显看出用该神经网络算法的优越性。