通过几何误差分区来提高数控机床加工精度的研究
数控机床加工精度检测与校准方法
数控机床加工精度检测与校准方法在现代制造业中,数控机床是不可或缺的重要设备。
它的高效率、高精度和高稳定性使得加工过程更加精确和可靠。
然而,由于各种因素的影响,数控机床的加工精度可能会出现偏差。
因此,对数控机床的精度进行检测和校准是非常必要的。
一、加工精度检测方法1. 几何误差检测几何误差是数控机床加工精度的重要指标之一。
常见的几何误差包括直线度误差、平行度误差、垂直度误差和圆度误差等。
几何误差的检测可以使用光学测量仪器,如激光干涉仪、光学投影仪等。
通过将测量仪器与数控机床进行联动,可以实时监测数控机床的加工精度,并得出相应的误差数据。
2. 热误差检测热误差是数控机床加工精度的另一个重要指标。
由于加工过程中会产生热量,数控机床的温度会发生变化,从而导致加工精度的偏差。
为了检测热误差,可以使用温度传感器对数控机床进行监测。
通过实时记录数控机床的温度变化,并与加工精度进行对比,可以得出热误差的数据。
3. 振动误差检测振动误差是数控机床加工精度的另一个重要影响因素。
振动会导致数控机床的加工过程不稳定,从而影响加工精度。
为了检测振动误差,可以使用振动传感器对数控机床进行监测。
通过实时记录数控机床的振动情况,并与加工精度进行对比,可以得出振动误差的数据。
二、加工精度校准方法1. 机床调整机床调整是校准数控机床加工精度的常用方法之一。
通过调整数控机床的各项参数,如传动装置、导轨、滑块等,可以减小加工误差。
例如,可以通过调整导轨的平行度和垂直度来改善加工精度。
此外,还可以通过更换加工刀具、调整刀具固定方式等方式来提高加工精度。
2. 补偿技术补偿技术是校准数控机床加工精度的另一种常用方法。
通过对加工过程中的误差进行实时监测,并通过数学模型进行补偿,可以减小加工误差。
例如,可以通过在程序中添加补偿指令,根据误差数据进行补偿,从而提高加工精度。
3. 精度校准仪器精度校准仪器是校准数控机床加工精度的重要工具。
常见的精度校准仪器包括激光干涉仪、光学投影仪、三坐标测量机等。
数控机床误差分析及位置精度提高方法
于对几 何尺寸误 差研 究 , 目 前 减小热 变形 误差 的方 法 主要有 硬补 偿和 软 补偿两种方 法 。 根据 热变形误 差产生的过程可 以看出, 减少和 防止 热 机床加工零 件 的过程 就是 刀具 与毛坯 或工作台相对 运动 的过程 , 误 差 变形 有 以下三个 途 径 : 减 少 热源和 控制 热流 、 优化机 床结 构 设计 因此两者之 间相对 运动 的准确 程度 直 接影 响零件 的精度 。 加工精 度的 和改善热传导 性能 。 在精密 和超精密零 件加工 中, 这 些机 床的几何精度
1 . 1 数控 机床误 差来源
产 生是多种因素共同影响的结果 。 比较高 , 因此, 降低热变 形误 差 已经成 为提高加 工精度 的主要途径 。 一 机床 的误 差 的影响 因素 涉及机 床 组成 零部 件 的几 何误 差、 工艺误 方面采用空气 静压轴 承、 磁 悬浮 轴承 , 减少 摩擦 , 进而减 少 由此引起 的 差和安装误 差等 。 其 中, 机床 的几何误差 对机 床精度 的影 响权重 比例达 热量, 另—方面, 合 理布置机床结 构, 尽量 采用对 称布置 , 加快温度场 热 2 5 %。 因此 , 研 究机床 的几何误 差对提 高机床 的精度有 重要意义 。 平衡 , 将 相变理 论应用 到机床 基础 件 的方法 来减 小热平 衡也 是近年 来 1 . 2 传动精度 对机 床精度的影响 研 究的新恩路 。 位 置精 度是衡 量数控 机 床性能 的重要 指标 , 包 括数 控机 床加工精 ( 3 ) 伺服 跟 随误 差 。 进 给伺 服 系统 是数 控 机 床 的一 个重 要 组成 部 度、 定位精度 和重复 定位精度 。 影响数 控机 床精度 的因素很多 , 主要取 分, 其性能 直接 影响零件 的加工质 量和 生产效 率。 伺 服系统 静、 动态 特 决于机 床 的静 态 特性 、 动 态特 性 和 热态 特性 。 主要 因素 有以下几个方 性对数 控机 床的定位精度、 加 工精 度和位移速度 有直 接影响 , 对伺服 系 面: ( 1 ) 组 成机床 的零 部件加 工时产生的尺寸误 差和装配 过程 中产生 的装 统 的要求 主要是精度 、 快 速性和稳 定性三个方面。 数控 机床伺服 系统是 配误 差 , 统称 为几何 误差 , ( 2 ) 机床 内外 的热源引起 的热变形 误差 , ( 3 ) 机 按照数 控 装置 的控 制指令 实现 , 由步进 电动机 或伺 服电动机 与传动 机 床的 刚度 、 机床质量 及切 削力不足引起 的振动误 差 , ( 4 ) 机床主 轴和进 给 构结合来传动 , 因此 , 引起伺服系统 的变化 复杂, 进而影响到加工误差 。 伺服 系统 产生的伺 服跟 随误 差 , ( 5 ) 数 据插 补运 算过程 中产生 的插补误 在数 控 机床 的控制系统 中, 各坐 标轴伺 服系 统准确 跟踪 数 控指令 的能 差; ( 6 ) 其它误差 , 如检测误 差、 外界环境变化引起的环境 误差 。 力 十分 关键 。 目前对 伺服 系统跟 随误 差 的研 究 主要 集 中在 单轴伺 服系 机 床中常用的传动机 构有: 带传 动、 齿 轮传 动 、 齿 轮一 齿条 传动 、 滚 统 和多轴 伺服 系统 性能 的提高 和改善两 个方面 。 由于伺服 控制 系统根 珠 丝杠 螺母 幅。 这 些 传动 机构 引起 的误 差也 是机床传 动误 差 的主 要影 据反馈方 式不同, 分为开环控制和 闭环 控制系统两种 控制方法 。 响因素 。 【 4 ) 插补误 差 。 在数 控加 工过程 中, 对 于复杂 零件 的加 工, 由于刀具
数控机床的加工精度误差分析与精度校正技巧
数控机床的加工精度误差分析与精度校正技巧数控机床是一种能够通过计算机控制实现自动加工的机床,近年来在制造业中得到广泛应用。
然而,由于各种因素的存在,数控机床在加工过程中难免会出现一些误差,影响加工精度。
因此,对数控机床的加工精度误差进行分析并采取相应的精度校正技巧是非常重要的。
首先,我们需要了解数控机床的加工精度误差来源。
主要有以下几个方面:机床本身的结构误差、传动系统的误差、加工工具的磨损、热变形以及切削力等因素。
这些误差会导致加工件的尺寸、形状和位置精度达不到要求。
针对数控机床的加工精度误差,我们可以采取一些校正技巧进行补偿,以提高加工精度。
首先,机床本身的结构误差是导致加工精度误差的关键因素之一。
我们可以通过测量与分析来确定机床的结构误差,并采取相应的校正措施。
例如,对于导轨的误差,可以采用精度更高的导轨进行更换或加工。
对于机床床身的热变形问题,可以通过加装冷却系统来控制温度,减少热变形对精度的影响。
其次,传动系统的误差也会对加工精度产生较大影响。
传动系统一般包括伺服电机、滚珠丝杠等,我们可以通过校正传动系统的参数来消除误差。
例如,通过伺服系统的自动校正功能来提高定位精度,或者根据测量结果对滚珠丝杠的间隙进行调整。
此外,加工工具的磨损也是加工精度误差的重要原因之一。
加工工具的磨损会导致切削力变化、切削温度上升,从而对加工精度产生负面影响。
我们可以通过定期更换加工工具或者采取合适的切削参数来控制加工工具的磨损,从而提高加工精度。
另外,热变形也是影响加工精度的重要因素。
随着机床的连续工作,温度会逐渐升高,导致机床的热变形。
我们可以通过在机床上安装温度传感器,监测温度的变化,然后根据变化的温度对加工精度进行校正。
此外,通过改进机床的散热系统,减少热量的积聚,也可以有效地降低热变形对加工精度的影响。
最后,我们还可以通过控制切削力来提高加工精度。
切削力对加工精度具有较大的影响,对切削力的控制可以通过调整切削参数(如切削速度、进给量等)来实现。
数控机床的加工精度误差分析与校正方法
数控机床的加工精度误差分析与校正方法数控机床是现代制造业中不可或缺的重要设备,其加工精度对于产品质量和工艺精度的保证至关重要。
然而,由于制造和工艺的复杂性,数控机床在加工过程中不可避免地会产生一定的误差。
因此,对加工精度误差进行分析与校正是非常必要的。
首先,我们需要了解数控机床加工精度误差的来源。
加工精度误差主要包括几个方面:机床本身的几何误差、机床的运动误差、工具磨损和刀具固定误差以及切削力导致的变形误差等。
这些误差会对加工质量产生直接或间接的影响。
针对机床本身的几何误差,我们可以通过测量和分析来得到准确的数据,并进行适当的校正。
常见的机床几何误差包括直线度误差、平行度误差、垂直度误差、回转误差等。
通过使用高精度的测量工具和仪器,我们可以测量出机床各轴的误差,并使用补偿算法对其进行校正。
机床运动误差也是导致加工精度误差的重要因素。
这些误差主要包括位置误差、速度误差和加速度误差。
为了准确分析和校正这些误差,我们可以使用激光干涉仪、拉曼散射仪等高精度测量设备对机床运动进行实时监测和记录。
在得到准确的运动误差数据后,我们可以通过运动补偿算法对其进行校正。
工具磨损和刀具固定误差是导致加工精度误差的另一主要原因。
工具的磨损会导致切削力的不稳定和工件加工尺寸的变化。
刀具固定误差则会造成刀具的姿态变化,进而影响加工质量。
为了准确分析和校正这些误差,我们可以通过实时监测刀具磨损和固定状态,并使用自适应控制算法对其进行调整和补偿。
最后,切削力导致的变形误差也是数控机床加工精度误差中不可忽视的因素。
切削力会导致机床结构的变形,从而影响工件的加工精度。
为了准确评估和校正这种误差,我们可以通过应变测量、力传感器等方式实时监测和测量机床的结构变形情况,并使用补偿算法对其进行调整。
总结来说,数控机床的加工精度误差分析与校正是确保产品质量和工艺精度的关键步骤。
在这个过程中,我们需要准确地识别和分析加工精度误差的来源,并采取相应的校正措施。
数控机床加工精度的提升对策探讨
2 0 1 3 年l 7 期
科技 _向导
◇ 科技论坛◇
数控机床加工精度的提升对策探讨
王益 博
( 西安西电高压开关有 限责任公司 陕西
西安
7 1 0 0 1 8 )
【 摘 要J 数控机床作 为机械装备制造业的重要设备 , 在机械装备制造业 中占有重要 地位 , 是衡量一个 国家装备制造业水平 的重要标志。 但
【 关键词 】 数控机床 ; 加工精度 ; 对策
数控机床具有高效 的生产效率 以及批 量可控 的加工精 度 ,可改 善传 统机床 的加 工精度 对操作者 的依赖性 .被 广泛 的应用 与机械 、 电力 、 装备制 造等各个行 业 。然 而 , 在实 际加工过程 中 , 数 控机床对 操作 人员要求 和其 自身性能要求 也相对较 高 . 在科 技不 断进步 的同 时. 人们对 制造 业 的产 品的要求 也越 来越 高 , 自然就对 数 控机床 加 工 产品的零部 件 的要 求也越来越 高 . 许 多数控机 床的加 工精度 已经 不 能满足产 品零部件 实际所需 的精度要求 . 因此 怎样提 高数控机 床 加工 精度是一件 迫在眉睫的事情 正如美 国通用公司 的高级工 程师 佛 罗曼所 言 : 当前 普通 的数 控机床技 术在全世 界范 围内发展相 对 比 较 成熟 . 但 随着制 造业 的不 断发 能满足 生产发展 的需要 , 更快、 更精 密 、 更 高效的数 控机 床 是发展趋势Ⅲ 。
数控机床几何误差高效测量技术研究
有 增 量 点 数 为 3 各 轴 n.
机械制造 4 9卷 第 58 6 期
2 1/2 01 1
的 增 量 分 别 为 其 中 :
、 、 。 D
由 式 ( ~( ) 以 得 到 : 6) 9 可
e ) ( 旷 ( N] =[ ) )P P
分 步 体 对 角 线 测 量 法 也 称 矢 量 测 量 法 . 所 测 得 的 位 移 误 差 是 平 行 于 运 动 轴 线 方 向 的 误 差 和 垂 直 于 运 动
1 几 何 误 差 的数 学 描 述
数 控 机 床 各 移 动 轴 在 运 动 过 程 中 的 几 何 误 差 可 以 用 6个 自 由 度 描 述 .如 轴 运 动 时 就 存 在 : 向 的 定
如 图 3所 示 . 行 分 步 体 对 角 线 测 量 [ . 须 首 先 进 3 必 ]
定 义 对 角 线
起 始 点 ( , l, ) 及 终 ,五
点 ( …Y ,
) 假设 每 。 轴 的 测 量 点
数 为 . 所 则
国家重 点基础研 究发展计划 ( 编号 : 0 0 B 3 0 3 2 1C 7 6 0 )
摘
要 : 何 误 差 是 数控 机床 综合 误 差 的 重要 组 成 部 分 , 几 也是 目前 机 床 精 度 检 测 的主 要 方 面。传 统 的 方 法对 机 床 几
何误 差 的 完 整检 测 非 常 复 杂和 耗 时 , 于 此 , 际标 准 组 织 推 荐 一 种 沿 体 对 角线 进 行 测 量 的 方 法 。 基 于 体 对 角线 位 移 检 鉴 国 测 法 , 究数 控 机 床 几 何 误 差 的 高效 测 量技 术 , 以 3轴 机 床 为 例 , 究体 对 角线 法 的 实 际工 程 应 用 。 探 并 研
机床的几何误差对加工精度的影响分析与研究
机床的几何误差对加工精度的影响分析与研究作者:李祝庆来源:《职业·下旬刊》 2012年第4期大量的生产实践和实验研究表明:影响机加工工件加工精度的因素很多。
为了说明问题的需要,我们一般将影响机加工精度的因素分为加工前的误差和加工后以及加工过程中的误差。
此项分析与研究的目的就是要将这些误差对零件加工精度的影响控制在一定范围内或降至最小,以保证工件的加工精度要求。
下面就机床的几何误差对零件加工精度的影响及其消除作简单分析。
一、主轴回转误差机床主轴是装夹工件或刀具的基准,并将运动和动力传给工件或刀具,主轴回转误差将直接影响被加工工件的精度。
主轴回转误差是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量,分为径向圆跳动、轴向窜动和角度摆动三种基本形式。
产生主轴径向回转误差的主要原因如下:主轴几段轴颈的同轴度误差,轴承本身的各种误差,轴承之间的同轴度误差以及主轴挠度等。
这些因素对主轴径向回转精度的影响因加工方式的不同而不同。
譬如,在采用滑动轴承结构为主轴的车床上车削外圆时,切削力F的作用方向可认为大体上是不变的,见图1。
在切削力F的作用下,主轴颈以不同的部位和轴承内径的某一固定部位相接触。
此时主轴颈的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而轴承内径的圆度误差对主轴径向回转精度的影响则不大。
在镗床上镗孔时,由于切削力F的作用方向随着主轴的回转而回转,在切削力F的作用下,主轴总是以其轴颈某一固定部位与轴承内表面的不同部位接触。
因此,轴承内表面的圆度误差对主轴径向回转精度影响较大,而主轴颈圆度误差的影响则不大。
图1中的δd表示径向跳动量。
产生轴向窜动的主要原因是主轴轴肩端面和轴承承载端面对主轴回转轴线有垂直度误差。
不同的加工方法,主轴回转误差所引起的加工误差也不同。
主轴回转误差产生的加工误差有:径向跳动,影响工件圆度;轴向窜动,影响轴向尺寸,加工螺纹时影响螺距值;角度摆动,影响圆柱度。
提高主轴回转精度的主要措施是消除轴承的间隙。
提高数控加工精度方法的研究
( ) 向偏 差的 补 偿 2反
一
知识 ,从多方面综合考虑 分析 .经过深入 的检
查 、 析 , 用 软 件 补偿 、 艺 编 程 、 械 调 整 等 分 应 工 机
般 的数控机 床 ,通常数控装置 内存 中设
度测量的机床 C C程序 ,并传送 给 C C系统 ; N N
自动测量各点 的定位误差 :根据 指定的补偿点
是提高加工精度的必要途径。 1反 向偏差 .
①安装双频激光干涉仪 ; ② 在需要 测量的机床坐标轴 方向上安装光
学测量装置( 如图 2; )
机床 回参考 点时 , 会使各坐标 清零 , 这样便
消除了数控系统运算的 累积误差 。在较 长的程
在数控机床上 ,由于各 坐标轴进给传动链 上传动副 的反 向间隙等误差 的存在 ,造成各 坐
⑥数据处理及结果 输出。
( ) 位 精 度 的 补 偿 2定
速阶段进行 切削,保证 主轴转 速和螺距之 间的
速 比关 系 。
若 通过 R 2 2接 口将 计 算机 与 机床 C C S3 N 控制器联接起来 ,用 自动校 准软件控制激光 干 涉仪 与数控机 床同步工作 ,实现对数控机 床定 位精度 的 自动检测 及 自动螺距误差补偿 ( 如图 3, ) 其补偿 方法如 下 : 份 C C控 制系 统 中的 备 N 已有补偿参数 :由计算机产 生进行逐点定位精
型数控系统 , 其加工 能力相对较低 。 所以其程序 必须通过精 心编制 , 以提高其加工精度。 1 黾用绝对 斤式编程, . 尽 可减小数控系统 的
累 积 误 差
目前多采用双频激光干 涉仪对机床检测 和 处理分析 , 利用激光干涉测量原理 , 以激光实时 波长为测量基准 ,所 以提高 了测 试精度及增强 了适用范围。检测方法如下 :
提高数控车床加工精度的技巧研究
就是支承轴承构成的。 这些构成部 分之 间出现 的问题会影 响数控机床 加工精度 , 所以我们 要加强他们结 构之间的连接性。他们之间 的紧密 度就会影 响到 车床加工 的精度 , 从而降低各个 结构之 间的缝隙 , 加强 各个结构之间的紧密性就会提高数控 车床加 : 【 精度 。 第三 , 要通过编程减少程序之间的缝 隙来加强数控车床加工 的精 度。 由于机械类的车床在各个方面的连接对于整体 的效率是 至关重要 的, 所 以我们 要不断 的加强 之间的误差 , 通 过程序上面 的帮助来降低 这种情况杜宇数控车床加工精度的提高。 1 3 在编程 中出现的误差的影响 数控车床 与普通车床之间的区别就在于零件的精度不 同, 但是 由 于程序在编制过程 中出现的偏差是可以尽量缩小的 , 这就要求我们从 这几个方面来减低误差 , 从而提高数控车床加工的精度。 第一 , 是由于 插补误差对车床精确度造成的影响。 所以我们要尽量的采用一定的方 式来减 少编程 出现的 问题 , 采用绝对方 式编程 , 还有 可以消除误差 的 是要用插入会参考点指令来进行程序中的编程。第二 , 就是逼 近误 差 对于最后精度 的影响 。 由于在过程 中有采用近似的情况所以这样就会 出现误差 。 所 以我们要尽量 的掌握廓形方程来编程时就会在很大程度 上减少误差 , 这样就可以消除对于数控车床加工 的精度 的影 响了。第 三, 编程过程 中由于圆整误差的影响降低了数控车床 的加 工精 度 , 所 以我们 在加工时要选择 脉冲 当量所 决定的直线位 移的最小值来进 行 参考 。 所 以在 编程 的时候要严格按照图纸上面的规格作为基准进行工
作。
1 提 高 数 控 车 床 加 工 精 度 的 方 式
1 . 1 在零件方 面还有机床调整方面来提高数控车床加工的精度 第一 , 我们先从机械调整方面来研究如何来提 高数 控车床加工的 精度 。 在机床调整方 面主要包括这 几个部分 , 主轴 、 床身还有镶条等等 方 面, 这样 才能使 车床满足要求 , 提高数控车床加工 的精度 , 任工作过 程 中 岂要实时监控 , 并且要不断优 化在车床方 面的不足 , 以便及 时调 整生 产出更好 的产 品。 这 是提高数控车床加工精度 中最简单便利的方 式, 这种调整方式不 需要很好 的技 术 , 但是需要 员工不时 的进行 检查 来进行调 整。 第二 , 是在机 电联调方 面进行 的改进 , 要提 高零件 的加工 精度主 要 是在反 向偏差 还有定位精度 以及重复定位精 度这几个方 面进行提 高。 在反向偏 差方 面我们 对于偏差 过大 的时候要首先通过机械手动的 方式 进行 修正 , 然后再 当误差小 到一定范 围之 内之 后再用专业的方式 进 行进一步的优 化。 在定位精度 方面的调 整时通过显微镜 的读数来不 断优化误 差的。在这些 方面进 行优化 的机电联 调方 式 , 是这些调整方 法中效率最高的一种方式。虽 然会比较 繁琐但是效果 比较好 。 第三 , 这是通 过在 电气方 面进行的调整 , 这个方面 的调整主要是 包 括两个方面 , 一 个是对机 床参 数的调整 , 在这 个角度 中又有两个方 面是影响加工精 度的是系统增 益以及定 位死 区 , 在系统增益疗面我们 要 关注车床受机械阻尼的方面还有转 动的惯量 , 这些都影响着车床 的 加工方面的精度。还有就是尽 量减少定位的死 区 , 这样也可 以提高车 床运作时的精确度。这两厅面是相辅相成的要 同时进行调整。另一个 方面就是可以通过一些系统的应用来进行调 整 , 由于现在 自动化程度 不断的提高 ,数控车床就是在运行过 程中运 用了 自动来远程控制 , 所 以我们要在远程控制时加入一系列的实时监 控的程序 , 这样就不需要 人工的过 多干预 , 这样 可以更加有效 的进行 监管 , 可 以通 过程序来监 管甚至控制然后可以提高车床加工时的精度 。 1 . 2 在进给机构方面进行调整来提高数控 车床的加 工精度 第一 , 在 由滚珠丝杠导程误差方面而造成的数控车床加工精度受 到影响 , 在这 方面影响 的因素主要是脉 冲, 所以我们在 制造滚珠丝杠 的程序中 , 要尽量的减少误差致使脉冲对数控车床加工精 度的影 响。 第二 , 在进 给机构 间隙对于数控车床加 工精度 的影 响 , 这主要是 由于其传动机械的组成部分中仔在的问题而导致的影响 , 从而降低 了 失控车床加工的精度。 主要 的构成部分是齿轮 、 连轴 节 、 滚珠 丝杠还有
数控机床几何误差及其补偿方法研究
数 控 机 床 几 何 误 差 及 其 补 偿 方 法 研 究
闫 嵘
( 台 现代 职业 学校 , 北 邢 台 邢 河 摘 要 :本 文 对 数 控 机 床 几何 误 差 产 生 的 原 因 作 了 比较 详 细 的分 析 , 系统 误 差 的 补 偿 方 法进 行 了 归 纳 , 在 此 基 础 对 并 上 阐述 了各 类 误 差 补 偿 方 法 的应 用 场 合 ,为进 一 步 实现 机 床 精度的软升级打下基础。 关 键 词 :数 控 机 床 几 何 误 差 补 偿 方 法 提 高 机 床 精 度 有 两 种方 法 。 种 是 通 过 提 高零 件 设 计 、 一 制 造 和 装 配 的水 平 来 消 除 可 能 的 误 差 源 , 为 误 差 防止 法 ( r r 称 er o p e e t n 。该 方法 一 方 面 主要 受 到 加 工 母 机 精 度 的 制 约 , rv ni ) o 另 方 面 零 件 质 量 的 提 高 导 致 加 工 成 本 膨 胀 .致 使 该 方 法 的 使 用受 到 一 定 限 制 。另 一 种 叫误 差 补偿 法 (r r o e st n , er mp n a o ) oc i 通 常通 过 修 改 机 床 的加 工 指 令 , 机 床 进 行误 差 补 偿 . 到理 对 达 想 的 运 动 轨迹 , 现 机 床 精 度 的 软升 级 。 研究 表 明 , 何 误差 实 几 和 由 温 度 引 起 的误 差 约 占机 床 总 体误 差 的 7 % ,其 中几 何 误 O 差 相 对 稳 定 ,易 于 进 行 误 差 补偿 。 对 数 控 机 床 几 何 误 差 的补 偿 , 可 以提 高 整 个 机 械 工业 的 加 工 水 平 .对 促 进 科 学 技 术 进 步 , 高 我 国 国 防 能 力 , 而极 大 增 强 我 国 的 综 合 国力 都 具 有 提 继
数控机床误差分析及位置精度提高方法
数控机床误差分析及位置精度提高方法摘要:随着科技信息化的发展,现代制造业逐渐进入高效率,高精度方向,数控机床和其他设备的性能要求也在不断增加。
数控机床上生产的产品,都只是依赖于机床自身加工精度。
然而在数控机加工中仍然存在许多影响,影响数控机床的加工精度有很多,使用过程中也会出现很多的不确定因素对精度造成影响。
关键词:数控机床误差;位置精度;提高方法前言:自动化的迅猛发展和广泛应用在生产过程中进行精密加工,数控机床加工精度也在不断提升。
从现状可以看出,数控机床在当前生产过程中起到的不可或缺的作用,其精度是一个衡量数控机床等级的重要指标,而误差是严重干扰数控机床精度的。
因此本文主要就数控机床误差分析及位置精度提高方法进行探讨,以供参考。
一、数控机床误差分类数控机床的误差是指的操作指令的实际作用,相比预计的结果差异的影响的程序。
具体的含义是在机床实际运行中,机床工作台和刀具的运动,理想与实际情况的差异。
一般数控机床主要是机床身,立柱,主轴,以及各种直线导轨和旋转轴。
所有这一切部件产生的误差最后都归结都数控机床实际加工的误差。
误差来源可以被划分成:①运动误差;②切削力;③测试设备误差;④热变形误差;⑤机械安装误差;⑥几何误差机床组件;⑦机器重量和负载变形引起;⑧伺服控制误差和插补算法误差;⑨刀具磨损。
二、机器上误差产生条件2.1 静态错误在数控机床不进行切削时,检测存在的误差,其中包括机器的几何精度和定位精度的两个元素,也就是原来的精密机床和本身重力引起的误差。
2.2 动态误差实际切割机工件的加工条件下被实现的准确度,它是不仅准确性的原始制造商的数控机刀具相关的,如处理的记录的过程中,刀具和工件,本身的误差,但切削力时,速度和其他相关的。
2.3高频率误差:一个动态的误差,如引起的振动带来的相关误差。
2.4位置误差在机床工作台上或工具(机床坐标系中)位置相关的误差,这是一个函数的坐标系统的位置误差可表示为E = f{x,y,z,其他},类似的几何误差。
数控机床几何与热误差研究方法综述
数控机床几何与热误差研究方法综述一、数控机床几何误差研究方法几何误差主要来源于数控机床的制造、装配、使用等环节。
在制造阶段,误差可能源于零件尺寸、形位公差、表面粗糙度等方面的偏差;在装配阶段,误差可能源于零部件之间的配合误差、安装误差等;在使用阶段,误差可能源于操作人员的技能水平、机床的维护保养等因素。
研究几何误差的来源对于提高数控机床加工精度具有重要意义。
为了准确地测量数控机床的几何误差,需要采用相应的误差检测方法。
常用的误差检测方法包括直接测量法、间接测量法和综合测量法。
直接测量法是指通过直接接触被测物体进行测量的方法,如卡尺、游标卡尺等;间接测量法是指通过测量与被测物体相关的其他物理量来推算几何误差的方法,如利用干涉仪、光栅尺等进行非接触式测量;综合测量法是指结合多种测量方法对几何误差进行综合分析的方法。
针对不同类型的几何误差,可以采取相应的误差控制方法来减小其对数控机床加工精度的影响。
对于轴向间隙误差,可以通过调整主轴箱体与轴承之间的间隙、更换高精度轴承等方式进行控制;对于圆度误差,可以通过改进刀具形状、提高切削参数等方式进行控制;对于平面度误差,可以通过优化加工工艺、提高工件表面质量等方式进行控制。
还可以采用补偿技术、自适应控制技术等方法对几何误差进行实时修正和调整。
数控机床几何误差的研究方法涉及多个学科领域,需要综合运用理论分析、实验研究和实际应用等多种手段。
通过对几何误差的研究和控制,可以有效提高数控机床的加工精度和稳定性,为现代制造业的发展提供有力支持。
1. 传统误差分析方法在数控机床几何与热误差研究中,传统误差分析方法主要包括有限元法、边界元法和接触单元法等。
这些方法主要通过对机床结构、刀具和工件的几何形状进行离散化处理,建立数学模型,然后通过求解线性方程组或非线性方程组来计算误差。
有限元法是一种将连续体分割为有限个单元,通过求解各单元上的微分方程组成的积分方程来描述整个系统的运动和变形过程的方法。
数控机床加工精度提高方法的分析
数控机床加工精度提高方法的分析摘要:目前,各行业发展迅速,我国的机械行业的发展也有了创新。
数控车床是实现自动化加工的重要手段,可以通过编程的方式对零件进行加工,具有极高的生产效率。
然而,一旦生产过程变得复杂化,零件的加工就会产生较大的误差,对零件的成品效果造成极大的影响,因此,需要采取有效的控制手段,对数控车床加工精度控制策略进行优化。
关键词:数控机床;加工精度;提高方法;分析引言近些年,随着我国机械装备行业的迅速发展,其对机械零部件的精度要求越来越高。
数控车床是现代机械加工中非常重要的一种加工方式,可高效的完成各种各样的零部件加工。
影响数控车床的加工精度的因素可分为外因和内因,外因有加工材料、加工环境、操作人员等;内因有数控车床自身的编程精度、伺服精度以及插补精度等都会影响到机械产品的精度。
机械零部件的精度直接影响到机械设备的整体质量,因此控制数控车床的加工精度对于我国机械行业发展具有非常重要的意义。
1影响数控车床加工精度的主要因素1.1伺服系统数控车床的控制过程较为复杂,需要通过伺服系统才能实现有效的控制,实现零件的加工过程。
伺服系统是一种反馈控制系统,能够有效地追踪目标零件,对其进行控制,从而完成零件自动化加工的过程。
在数控车床加工过程中,通常会使用半闭环型伺服系统,这会导致伺服电机在转动过程中出现倒转现象,形成非常明显的空转,导致零件在传送过程中产生较大的偏移,进而使零件的加工过程产生较大的误差。
零件在加工过程中会受到许多外力的影响,例如:零件在数控车床在运行过程中,会让零件受到一定的外力作用,零件在加工过程中极易发生形变,产生大量的弹性间隙,从而对零件的精度造成影响。
在数据车床加工的过程中,需要对方向间隙引起足够的重视,因为同一方向上的误差存在叠加的可能,会让误差的产生趋势逐渐增大,对数控车床加工精度的影响极大。
1.2刀具参数零件的加工主要是通过刀具实现的,需要通过刀具对零件进行打磨、转孔等进行一系列的处理。
关于数控机床加工精度提高方法的分析
关于数控机床加工精度提高方法的分析集团公司文件内部编码:(TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-关于数控机床加工精度提高方法的分析本文通过分析数控机床加工过程中误差产生的原因和相关影响因素,对提高数控机床加工精度的方法进行了分析。
数控机床本身具有比较高的生产效率。
在批量生产的同时还可以有效控制加工精度。
这在很大程度上改变了传统机床加工精度对于操作者的依赖性。
现在已经被广泛的应用在机械加工、电力设备制造等的行业。
但是,在实际的加工过程中,数控机床对于操作人员自身的要求以及对于机床自身性能的要求也是比较高的。
在科技不断进步的今天,人们对于制造业的产品要求也随之升高,数控机床在加工零件产品的过程中对于所处的自然环境要求也不断提高。
很多的数控机床在这样的情况下,其加工的精度也不能够满足实际情况对于零件精度的要求。
所以,对于怎样提高数控机床加工精度的问题,是值得我们不断研究的一个问题。
正像是美国通用公司的着名工程师佛罗曼说的那样,当前普通的数控机床技术在全世界的范围内已经发展的相对成熟,但是随着制造业不断的进步和社会生产的需要,普通的数控机床已经不能够满足生产的发展实际,我们需要更紧密、制造更渐变,使用更高效的数控机床产品,这是数控机床技术的发展趋势。
当前数控机床加工中精度存在的问题1.1.数控机床加工中的位置误差对加工精度产生了影响位置上的误差指的是经过加工之后的零件其自身的表面、轴线或者是对称平面之间的相互位置相对于其理想的位置有偏离或者是变动的现象。
比如在垂直度、位置度以及对称度等方面,都产生了一定的偏差。
数控机床加工中的位置误差往往指的是那些死区的误差,产生位置误差的主要原因一般来讲是机床零件在加工的过程中由于传动过程产生的间隙以及弹性变形导致了加工的误差。
同时,在加工的过程中,加床的到头需要克服摩擦力等的因素也会导致位置误差的产生。
在开环系统中位置本身的精度要受到比较大的影响,但是在闭环随动系统中,位置的测量主要取决于位置检测装置的精度和系统的速度放大系数,这样的话所产生的误差比较小。
数控机床加工精度提高技术研究
数控机床加工精度提高技术研究随着工业制造业的不断发展,数控机床已经成为现代制造业中必不可少的关键装备。
数控机床具有自动化、高效率、高精度和稳定性等优点,从而大大提高了加工效率和工件的精度。
但是,随着加工精度的要求不断提高,数控机床的加工精度也面临着更高的挑战。
本文将对数控机床加工精度提高技术进行探究。
1.刚性优化加工精度受到很多因素的影响,如机床刚性、切削参数、加工程序等。
在这些因素中,机床刚性是最根本的因素。
优化数控机床的刚性,将有助于提高加工精度。
数控机床的刚性优化一般可以从以下两方面进行考虑:(1)加强机床的结构刚性:可以通过加大主轴承的直径和轴颈长度、增加导轨和导向面的面积和数量、采用高刚性的机床床身等方式,从而有效提高机床的刚性。
(2)控制外部环境对机床的影响:环境温度和湿度的变化都会影响数控机床的加工精度。
因此,数控机床应该放置在温度、湿度适宜的场所,同时采用适当的隔音绝热、排风换气等设计,减少外部环境对机床的影响。
2.工具运动问题加工精度的提高也与工具的运动有关。
工具运动问题一般包括两个方面:机床工作台的运动和主轴的运动。
如果机床工作台的运动和主轴的运动满足一定的要求和精度,那么就能够在保证加工效率的同时有效提高加工精度。
提高机床工作台的运动精度可以采用以下措施:(1)采用无隙滑动的导轨组,并对导轨组加以调整和修整,使其达到互相配合良好的程度。
(2)采用高精度的直线电机、伺服电机等方式实现工作台的运动。
(3)在数控机床加工过程中缩小切削力的波动,减少机床振动,从而提高机床工作台的刚性和精度。
提高主轴的运动精度可以采用以下措施:(1)采用高精度的主轴轴承和轴颈。
(2)采用高精度的主轴和主轴驱动元件,如直线电机、伺服马达等。
(3)对主轴进行定期维护和检测,保证主轴的几何精度和位置精度。
3.加工程序问题加工程序对数控机床的加工精度有很大的影响。
因此,需要采用合理的加工程序,以达到更高的加工精度。
数控机床几何误差及其补偿方法研究(1)(精)
数控机床几何误差及其补偿方法研究(1):对数控机床几何误差产生的原因作了比较详细的分析,将系统误差的补偿方法进行了归纳,并在此基础上阐述了各类误差补偿方法的应用场合,为进一步实现机床精度的软升级打下基础。
关键词:数控机床;几何误差;误差补偿前言提高机床精度有两种方法。
一种是通过提高零件设计、制造和装配的水平来消除可能的误差源,称为误差防止法 (error prevention)。
该方法一方面主受到加工母机精度的制约,另一方面零件质量的提高导致加工成本膨胀,致使该方法的使用受到一定限制。
另一种叫误差补偿法(error compensation),通常通过修改机床的加工指令,对机床进行误差补偿,达到理想的运动轨迹,实现机床精度的软升级。
研究表明,几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%,其中几何误差相对稳定,易于进行误差补偿。
对数控机床几何误差的补偿,可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国国防能力,继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。
1几何误差产生的原因普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起:1.1 机床的原始制造误差是指由组成机床各部件工作表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所引起的机床运动误差,是数控机床几何误差产生的主原因。
1.2 机床的控制系统误差包括机床轴系的伺服误差(轮廓跟随误差),数控插补算法误差。
1.3 热变形误差由于机床的内部热源和环境热扰动导致机床的结构热变形而产生的误差。
1.4切削负荷造成工艺系统变形所导致的误差包括机床、刀具、工件和夹具变形所导致的误差。
这种误差又称为“让刀”,它造成加工零件的形状畸变,尤其当加工薄壁工件或使用细长刀具时,这一误差更为严重。
1.5 机床的振动误差在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。
导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。
数控机床几何误差分析论文
数控机床几何误差分析论文随着数控机床的广泛应用,数控机床的几何误差已经成为影响机床加工精度和质量的一大关键因素。
因此,许多研究者开始对数控机床几何误差进行研究,并提出了不同的分析方法和研究成果。
本文主要介绍数控机床几何误差分析方面的论文。
首先,我们需要了解数控机床的几何误差是指什么。
在数控机床中,坐标系的位置、运动轨迹的精度等因素都可能引起机床几何误差产生。
机床几何误差包括位置误差、姿态误差、直线度误差等方面,这些误差会直接影响机床的加工精度和稳定性。
针对数控机床几何误差问题,许多研究者提出了不同的分析方法。
张云良等人提出了一种基于时间域的机床几何误差分析方法。
他们通过分析数控机床的运动规律,得出机床几何误差的产生机理,进而建立了数学模型对机床误差进行仿真和分析。
该方法能够快速准确地确定机床几何误差的来源和发展趋势,并且能够在设计阶段就对机床几何误差进行预测和分析。
此外,还有一些研究者提出了基于机床测量和数据处理的几何误差分析方法。
例如,孙富龙等人提出了一种基于磁轨迹测量技术的机床几何误差分析方法。
该方法通过采集机床运动轨迹数据,利用误差理论和数学模型对数据进行处理,最终得出机床几何误差的大小和方向。
该方法能够适用于各种类型的数控机床,并且具有高精度和高效率的优点。
除了上述方法,还有一些研究者提出了基于信号处理和模型识别的几何误差分析方法。
例如,刘劲松等人提出了一种基于小波变换和模型识别技术的机床几何误差分析方法。
该方法通过对机床信号进行小波分解和重构,得出机床几何误差的特征信号,并利用模型识别技术对误差进行分析和识别。
该方法能够对机床几何误差进行高精度的分析和诊断,并且具有实时性和高效性的特点。
综述以上研究成果,我们可以看出,数控机床几何误差分析已经逐渐成熟,并已经形成了多种不同的分析方法。
在今后的研究中,我们可以继续探索新的分析方法和技术,进一步提高数控机床几何误差的分析和诊断能力,为机床加工质量的提高提供更好的技术支持。
提高数控车床加工精度的措施探讨
提高数控车床加工精度的措施探讨摘要:经济增长与制造业的发展密不可分,制造业的发展与高端加工设备和制造技术密不可分。
为了促进中国经济的快速发展,国家制定了《中国制造2025》的发展战略,旨在大力发展制造业,不断创新技术,提高整体水平。
中国制造业作为机械加工中必不可少的重要设备,数控车床对于提高加工质量和产品效率非常重要。
因此,如果制造业要实现快速发展,相关企业应注意数控加工设备的精度,并采取相应的措施来提高加工精度,从而提高产品质量。
针对上述问题,本文介绍了数控车床的组成和工作原理,分析了影响加工精度的因素,探讨并提出了相应的解决方案。
关键词:数控车床;加工精度;影响因素;控制加入世贸组织以来,中国进入了全球化时代。
中国的制造业打开了前所未有的发展机遇,并迅速成为“世界工厂”。
但是,中国制造业仍处于较低水平,随着人工成本的上升,中国制造业面临新的挑战。
制造水平主要取决于制造设备的加工精度和加工效率,而加工精度是制约中国制造业发展的主要问题。
CNC车床作为许多产品必不可少的设备的重要性显而易见,尤其是轴零件,几乎所有零件都需要依靠CNC车床来完成加工,从而提高加工精度CNC车床的精度直接决定轴和轴的精度Class类零件是各种设备的核心,因此CNC车床加工精度的重要性显而易见,因此迫在眉睫提高数控车床的加工精度。
1.数控车床的组成及工作原理CNC车床是多种技术结合而成的产品,可以分为CNC零件和车床零件。
传统的车床是纯机械产品。
内部有许多机械结构设计,工人必须手动操作车床。
数控车床增添了许多新技术,例如自动控制技术,现代机械制造技术,检测技术等,而数控车床却实现了数控车床的实现。
无需手动操作即可按照定义的步骤进行操作。
因此,CNC车床的组成包括机械部分,动力部分,传感器信息收集部分和控制部分。
借助数字控制技术,机床的操作模式已从手动操作更改为程序操作。
总体顺序是先绘制一个三维模型,然后设计加工过程的路径,然后将路径导入到CNC系统的CNC设备中。
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关键 词 : 几何 误 差
中图分 类号 : H1 1 T 6 9 T 6 , G 5
Th t d fi r vn h r c s c u a y o e s u y o mp o ig t e p o e s a c r c fNC c ie ma hn
一
下标 表示 平 移误 差 的作用 方 向或转 角误 差转 动轴 的方
向; 括号 内的变量 表 示 转 动 的角 度 。所 有 误 差 都 是转
动 角度 的 函数 。 机床 各 坐标轴 之 间还存 在 垂直 度误 差 。这些 误差
个 物体 在 空 间 由 6个 自 由度 来 确 定 它 的 位 置
工精 度 比较 有效 的方 法 。本文 提 出 了一种 新 的误 差分 区补偿方 法 , 通过 与传 统 点补 偿方 法 的对 比计 算 , 确实 对 机床 的加 工效 率 和加 工精度 都 有一 定 的提 高 。
角, 所以 1 个物体的实 际定位和方向与所期望值相 比 具 有 6个 误 差源 。机 床 的滑座 是 1 个在 空 间被 限制 了 5个 自由度 的物体 , 由于导 轨 的几 何 缺 陷 , 滑座 在 运 动
ThI de工艺与 检涮 en ga s c0 ynTf o
通 过 几 何 误 差 分 区 来 提 高 数 控 机 床 加 工 精 度 的 研 究
王晓峰 范晋伟 王称心 宋 贝贝
( 京工 业 大学机 电学 院 , 京 10 2 ) 北 北 0 14
摘
要: 将传 统点 误差 补偿 的方法 与误 差分 区补偿 方 法进 行对 比 , 对 比 中发现 通过 误 差分 区修 改数控 指令 在 的方 法可 以显 著提 高 机床 的加 工精 度 。
轴 回转误 差 、 导轨 误 差 和传 动 链 误 差 。 主轴 回转 误 差
是 指主轴 各 瞬 间的实 际 回转轴 线 相对其 平 均 回转 轴线 的变动 量 。导轨 误差 主要 包 括 在 垂 直 面 内 的直 线 度 ,
在水 平 面 内 的直 线 度 , 后 导 轨 的平 行 度 ( 曲 ) 除 前 扭 , 了导轨本 身 的制 造误 差 外 , 导轨 的 不 均匀 磨 损 和 安 装 质量 , 也是 造 成导 轨 误 差 的重 要 因素 。传 动 链 误 差 是
图1 滑座一 导轨 系统的运动误差
图2 转动部件的几何误差描述
图 2描述 了转动 部件 的几 何误 差 。与 直线运 动 的
几何 误差 定 义相 似 , 6表示 平移 误 差 , 表示 转角 误差 ;
指传动始末两端传动元件间的相对运动的误差 。
12 多轴 机床 的 几何 误差 源 .
Absr c t a t:Th ril o a e r dto a o n ro o e a tce c mp r d ta i n l p i te r r c mpe s t n wih e o a iin,we c n l d h te r r i n a i t r r p r to o t o c u e t a ro p riin c n i r v h r c s c u a y o c n i nfc ly by mo i i g NC c d . a tto a mp o e t e p o e sa c r c fNC ma hi e sg i al d f n o e i y
中表现 出直 线 度误差 、 3个 轴 的 转 角误 差 和 沿 导 轨 绕
定 位误 差 。 图 1描述 了滑座 一 导轨 系统 的运 动 误差 。 表 示
1 机 床 几 何 误 差 的 描 述 及 误 差 源
1 1 几 何误 差 的描述 .
平 移运 动误 差 , s表示 转 角运 动 误差 ; 下标 表示 平 移 误 差 的作 用方 向或 转 角误 差 转 动 轴 的方 向 ; 号 内的 字 括
机床 的几何精度与零件工作面 的几何精度 、 运动
件 的运 动精 度 、 部 件 之 间 及其 运 动 轨迹 之 间 的相 对 零
母 表示 平移 运动 的方 向。所有 误 差都 是移 动距 离 的函
数。
位 置精度 等 密切 相关 , 是保 证 加 工精 度 的最 基 本 条 它 件 。机床 制 造误 差对 工 件 加 工 精 度 影 r u h g o e r ro a tin o l h o g e m ti e r rp rt c io
W ANG Xioe g AN Jn i a fn ,F iwe ,W ANG h n i ,S C e xn ONG Beb i ie
( o eeo Meh ncl n l t ncA pia o , e igU iesyo eh o g , e ig10 2 , HN) C l g f c a ia ad Ee r i p l t n B in nvri f c n l y B in 0 14 C l co ci j t T o j
( 定位 和方 向) 这些 自由度 构 成 了 3个平 移 和 3个 转 ,
国家 自然 基 金 资助 项 目( 07 0 4 , 京 市 教 委 资 助项 目( 2 0 10 5 0 ) 57 5 0 ) 北 KM 0 7 0 00 3
Ke ywo d Ge m erc Ero r s: o ti r r;Ero mpe s to r rCo n ain; P o e s Ac u a y r c s c r c
机床 的几何 误 差 占到整个 机 床误 差 的 2% 一 0
3 0% …
,
因此对 几何 误 差 的 辨识 及 补偿 是 提 高机 床 加