数控机床温度测点优化及热误差预测方法研究

热误差补偿技术是提高机床加工精度经济有效的方法,确定最佳关键温度测点布置位置和数目将极大提高机床热误差模型的精度和鲁棒性。针对一台立式加工中心,进行了机床热误差测量试验,根据其温度场,提出了模糊聚类与信息论相结合的方法,寻找最佳温度测点布置位置。该方法根据温度变量间的相似性,对温度变量聚类分组,然后利用互信息法对组内变量单独寻优,实现温度测点优化布置,最后利用多元线性回归分析建立机床热误差预测模型。在VMC1165立式加工中心进行了试验验证,温度测点减少为4个,热误差模型的拟合最大残差降低到5μm以内,相对于其他方法进一步提高机床热误差预测精度。     

并联机器人机床运动学正,逆解

基于一般ＳＴＥＷＡＲＴ机构研制的并联机器人机床是新一代智能化金属切削加工机床。然而，机床的运动学位置正、逆解呈强非线性，求解困难，出于机床精度的需要，本研究的模型样机在结构上采用了滚珠丝杠传动，因此又带来了关节运动耦合，导致机床运动学位置正、逆解求解更加复杂。利用运动学等效的原则，引入整机等效串联机构及分支等效串联机构，以等效广义坐标为中间变量建立机床运动学正、逆解求解迭代算法。仿真与控制实验表明     

ANSYS在数控机床热误差建模中的应用

机床热误差是影响机床加工精度最大的误差源,因此如何有效地选择机床的温度测点,对热误差补偿具有重要的意义。讨论了应用ANSYS与热误差模态分析相结合的方法,该方法极大地增强了选择测点的准确性。     

机床主轴角位置准停的单片机控制技术

本文介绍了机床执行机构的组成、机械加工过程以及机床角位置准停控制的原理,并以滑动轴承专用镗床主轴准停控制为实例,讨论了单片机主轴准停控制系统的角位置检测原理、硬件电路组成及控制程序的工作流程,并对关键技术予以特别说明。     

数控交流伺服系统三环整定及应用

建立三相永磁同步电机数控交流伺服系统的三环控制框图，分析了三环的PID控制器整定，同时提出采用稳定边界法整定三环的PID参数，给出了具体的整定步骤。以数控高速铣齿机床为实例，在不考虑机床机械部分的情况下，用MATLAB／Simulink模块建立其z向进给位置伺服系统的仿真模型，采用稳定边界法在MATLAB中仿真整定。结果表明伺服系统无超调、响应快且具有较好的稳定性，能满足高速铣齿机床的性能要求。     

单片机在精密机床油温控制系统中的应用

精密机床温度控制技术是实现精密加工技术的一项长远的基础性研究．用恒温油液喷淋机床是减小精密机床热变形、提高热稳定性和改善零件加工精度的途径．为了得到恒温油液，作者对机床油液恒温控制进行了研究，建立了用模糊控制器的单片机温度控制系统，其温控精度可达到±０．２℃．     

NC加工位置误差模型及其测量和补偿方法研究

机床误差补偿是为了达到“抵消”刀具位置的误差，消除或减少加工误差．从不追溯误差来源的角度，提出了机床加工位置误差有限元模型．这种模型建模方法简捷，既能够准确地表示机床误差及其分布，又能以简单、经济的方法加以标定．误差有限元的网格越密，该模型精度越高．为了高效标定误差有限元网格节点参数，提出了用跟踪激光干涉仪实现机床误差的直接测量方法．同时，提出了基于位置误差有限元模型的实时补偿软件设计方法，介绍了基于华中Ⅰ型数控系统的实验情况．实验证明，位置误差有限元补偿方法是一种提高数控机床精度经济而有效的方法。     

六轴数控连续展成磨齿机空间几何误差解耦补偿方法

针对数控连续展成磨齿机的精密加工需求,进行了机床空间误差解耦及补偿方法研究。首先,基于多体理论与坐标变换原理构建了机床各部件间的相对位姿变换矩阵,建立了涵盖所有几何误差元素的连续展成磨齿机空间误差模型;然后,分别基于姿态矩阵和位置矩阵对机床空间误差进行分步解耦;最后,通过具体数值计算对分步解耦补偿方法进行了实例计算,并采用球杆仪验证了空间误差解耦补偿理论的正确性与有效性。     

轴数控连续展成磨齿机空间几何误差解耦补偿方法

针对数控连续展成磨齿机的精密加工需求,进行了机床空间误差解耦及补偿方法研究。首先,基于多体理论与坐标变换原理构建了机床各部件间的相对位姿变换矩阵,建立了涵盖所有几何误差元素的连续展成磨齿机空间误差模型;然后,分别基于姿态矩阵和位置矩阵对机床空间误差进行分步解耦;最后,通过具体数值计算对分步解耦补偿方法进行了实例计算,并采用球杆仪验证了空间误差解耦补偿理论的正确性与有效性。     

基于改进PID控制的机床滑台运动位移跟踪误差研究

采取改进PID控制方法,通过仿真验证机床滑台跟踪结果.采用直角坐标系建立机床滑台二维简图模型,设计机床滑台闭环控制流程,定义机床滑台位置传递控制函数.采用BP神经网络结构对PID控制器进行改进,给出机床滑台位置输出误差评价指标函数.采用MAT-LAB软件检验不同控制系统跟踪结果.结果表明:在无干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.05m,采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差最大值为0.02m.两种控制系统跟踪误差相差不大,都能实现滑台位置的精确定位.在有干扰状态下,采用传统PID控制系统,滑台位置跟踪误差较大,误差最大值为0.19m,而采用改进PID控制系统,滑台位置跟踪误差较小,误差最大值为0.02m.采用改进PID控制系统,能够实现机床滑台位置的精确定位,提高机床主轴对零件的加工精度.     

基于不同数控系统的铣削类刀具补偿的实现

在数控铣削机床的编程和操作中，铣刀和工件的相对位置关系非常重要，其影响因素主要有铣刀的半径、长度及刀具磨损值等.不同的数控系统在实现刀具补偿功能时有着不同的编程和操作方式.分析了切削过程中产生问题的原因，并根据刀补原理，针对不同的数控系统提出了具体的解决方法.     

基于灰色GM(1,4)模型的数控机床热误差补偿技术

为降低机床加工过程中温度场变化对机床加工精度的影响,分析了数控机床生产过程中热源组成及热误差产生机理,根据灰色关联度理论从原设定的8个温度测量点中计算选定4个机床温度关键测量点,建立了灰色GM(1,4)预测模型。该模型搭建了4个关键测温点的温度变化情况与机床热误差值之间的映射关系,能在生产过程通过获取关键点温度实时预测机床热误差值,再通过数控系统将预测值补偿到刀具进给位置,以此形成机床热误差补偿机制。最后,以精密卧式加工中心THM6380为实验对象,检验GM(1,4)模型预测结果与实际热误差值间的差距,拟合残差在±1μm以内,拟合效果良好。     

多点温度无线测量系统的设计

介绍了多点温度无线测量系统软、硬件的设计，及具体研制思路和实现方法。采用主从式异步无线串行通信方式，解决了目前有线测温系统的不足，在各种温度测量及控制领域得到广泛应用。     

直流电机驱动器在机床控制中的应用

本文介绍了一种直流电机驱动器,采用了位置闭环控制方法实现对机床的控制。该直流电机驱动器主要采用智能芯片为核心配以高速度数字逻辑芯片,高品质功率模块而组成。本文详细介绍了该驱动器的工作原理,硬件接口电路和机床控制的实现。     

用坐标变换法扩展线切割机床的行程

从理论和实际两方面简要介绍了一种线切割机床的行程扩展技术。该技术的实质是将单向或双向跨度超过线切割机床行程的较大轮廓分成两个或多个加工阶段来进行加工，而在各个阶段之间，利用坐标变换技术改变工件的安装位置。实了际上，坐标变换技术是实现行程扩展的关键，而导向支架和长度标准块则是在具体机床上实现坐标变换的关键一环。文中同时介绍了实现这种技术的两个关键部件：导向支架和长度标准块的具体结构。     

机床热特性优化研究综述

随着精密加工技术的发展,探究机床各部件生热对精密加工的影响,以提升机床加工精度及精度稳定性成为当前研究重点。本文介绍了精密机床热特性的内、外环境影响因素及控制优化方法,从车间及其机床热环境、结构设计、冷却方式、热误差补偿技术4个方面展开,分析了现代精密机床中误差防止及误差补偿中使用的热设计措施,并针对现有机床温度分布不均、换热效果较差等特点,运用帕尔贴、碳纤维、相变微胶囊材料,结合传热学知识原理,提出了未来解决机床重要部件温升的可发展关键技术方案,以资参考。     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

多用途数控三维激光加工机床的若干关键技术

在空间自由曲面的激光加工中，如何采用一机多用的形式，充分发挥设备和激光器的效率，并保证加工质量，有一定的难度．针对上述难点，结合多用途数控三维激光加工机床的应用，从激光光束及传输特性、激光头轨迹控制、焦点位置控制等方面作了探讨和研究．     

555定时器在机床控制电路中的应用研究

555定时器是一种应用极为广泛的多功能集成电路。该文在介绍及基本电路构成及其工作原理的基础上,研究了其在机床控制中的应用。具体研究了555定时器在机床控制电路中的电源控制、电路预警及节能定时电路等三个方面,分析了其在这三个方面的应用原理和实现。     

数字式交流伺服系统的一种自动加减速控制方法

本文针对ＴＤＭ０４Ａ高速ＣＮＣ钻铣床数字式交流伺服进给驱动系统高速性能的要求，提出了使用硬件逻辑器件构成位置脉冲自动加减速控制的方法，完成了基于ＩＢＭ－ＰＣ机的自动加减速控制接口电路的研制，从而简化了由单微机构成的交流伺服驱动系统控制软件的结构，加快了微机数据处理速度，提高了机床进给系统的运行速度。