具有丝杠热误差补偿功能的在线检测软件的开发
基于GA—BP神经网络系统的滚珠丝杠热误差建模
关键词 ：滚珠丝杠 ；热误差 补偿 ；有限元 ；Ｇ Ａ －Ｂ Ｐ 中图分类号 ：Ｔ Ｈ Ｉ ６ １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ －０ １ ３ ４ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ９ （ 下） 一 ０ １ ０ ６ －０ ４
＝
Ｔ Ｘ１ ６ ０ ０ Ｇ 镗铣 加 工 中心 进给 系统 的滚 珠丝 杠进 行热 特性
分 析 ，获得 丝杠 的温 度 和热 误差 数据 ，然 后分 别建 立传
统Ｂ Ｐ 神 经 网络 和ＧＡ — Ｂ Ｐ 神经 网络 模 型 ，对 滚 珠 丝 方法 的预测 效 果 。
（ １ ． 沈 阳建筑大学 交通 与机械工程学院 ，沈阳 １ １ ０ １ ６ ８ ；２ ． 沈阳理工大学 机械工程学院 ，沈阳 １ １ ０ １ ５ ９ ）
摘 要 ：滚珠 丝杠是数控机床进给系统的关键部件 ，其热变形影 响机床的定位误差。为提高数控机床 的 精度 ，提出一种基于Ｇ Ａ— Ｂ Ｐ 神经 网络的热误差预测方法 。以Ｔ Ｘ １ ６ ０ ０ Ｇ 镗铣加工中心进给系 统
图 １ 滚 珠 丝 杠 系统 三 维 简 图
为 了方 便有 限元 分析 ，必 须对 有 限元模 型作 出以下
假设 Ｊ ：
１ ）忽 略滚 珠 丝杠 上 的螺 纹 ，倒 角和 退 刀槽 等 对 有 限元 分析 影 响较小 的结构 ； ２ ）丝杠 螺母副和轴 承摩擦 产生 的热 量恒定 不变 的；
差 建 模 中，但 是Ｂ Ｐ 神 经 网络 收 敛速 度 慢 ，容 易 陷入 局
部 极值 。针 对上 述 问题 ，本文 首先 运用 Ａ ＮＳ ＹＳ 软 件对
１ ． ２ 轴承及丝杠螺母副的发热量计算 们 ， ”
基于多体系统理论的丝杠热误差补偿系统的研究
基 于 多体 系统 理论 的 丝杠 热 误 差 补偿 系统 的研 究
岳红新 ， 石 岩 ， 国 芹 李
（ 河北 工程 技 术 高 等 专 科学 校 电力 工 程 系 ， 河北 沧 州 ０ １０ ） ６ ０１
摘 要 ： 于 多 体 系 统 理 论 ， 绍 了 能 够 补偿 丝 杠 热 变 形 误 差 的综 合 建 模 理 论 和方 法 。同 时结 合 丝 杠 热 变 形 的非 线 性 等 特 点 ， 基 介 采 用径 向基 函数 神 经 网络 方 法 对 丝 杠 热 误 差参 数 进 行 辨识 。通 过 实 验 验 证 ， 偿 效 果 显 著 。 补 关键 词 ： 体 系 统 ； 误 差 ； 多 热 非线 性 ； 神经 网络
Ａ
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一
（） １
式 中 ，ＡＪ ， ［ Ｊ 坐 标 系 特 征 矩 阵 ；Ａ Ｋ］ ［ Ｊ 典 型 体 位ｎ 差 和 运 动误 差 变 换 矩 ［ Ｋ］ 和 Ａ Ｋ］ 为 ［ Ｊ 和 Ａ Ｋ］为 ， 置误 １ ％ Ｏ ｏ 阵 引。其 中 ‘
１
ｋ ｐ
三轴 立 式加 工 中心是 较 简单 的 多体 系 统 ， １为 图 ＭＡ ＮＯ 三 轴加 工 中心 的结构 示 意 图。建 模 前先 给 ＫＩ 系 统 中的各体 编号 ， 其拓 扑结构 见 图 ２ 从 图 中可 以明 。 显 看 出 ， 加 工 中心 拓扑 结构 包 括刀 具 分 支 和工 件分 该 支， 刀具 分支 为惯 性参考 坐标 系 ， 件分支 为惯 性坐标 工
１ 基 于 多体 系统 的 综合 热 误 差 模 型 的 建立
多 体 系统 是 对一 般复杂 机械 系统 的完整抽 象 和有效 描述 ， 是分析 和研究 复杂 机 械系统 的最 优模 式 。 它 多体 系统 误差 运动 分析 的其 基本原 理 是用低 序 体阵 列方法 描述 多体 系统 拓扑 结构 的关 联关 系 ， 多体 系统 在
基于误差补偿的加工中心在线检测软件的开发
焊。
３ 结 语
利用塞孔焊取出断螺柱 ， 经在机床床身 、 冲压模具 等多次运用 ， 成功率很高 ， 此法简便易行。
（ 编辑 汪 艺） （ 收稿日 ２０ — １ ２） 期： ５ １ —９ ０
加 工 中心在 线 检 测 技 术 将 加 工 和 检 测 集 成 在 一 起 ， 现加 工 过 程 中 的 自动 检 测 ， 大 减 少 了测 量 时 实 大
一
套功能多、 精度高、 能够进行机床位置误差补偿的在 本文对多体系统理论进行 了分析 ， 建立 了加工 中
线 检 ’软 件十 分必 要 。 ？ 贝 ０
可 以 同时对 测头 误差 、 机床 几何 误差 进行 补偿 ， 效地 提 高 了在 线检 测精 度 。软件 系统在 ＭＡＫＩ 有 ＮＯ
立 式加 工 中心上进 行 了实 验验证 。
关键 词 ： 工 中心 加
在 线检 测
误 差补偿
Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔｏ ｈ ｌ ｅ Ｉｓ ｅ ｔ ｎ Ｓ ｆ ｒ ｏ ｃ ｉｉｇ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｅ Ｏｎｉ ｎ ｐ ｃ ｉ ｏ ｔ ｅ ｆ ｒＭａ ｈｎｎ ｔ ｎ ｏ ｗａ Ｃｅ ｔ ｒＢ ｓ ｄ ｏ ｒ ｒ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ ｎｅ ａ ｅ ｎ Ｅｒｏ ｓ Ｃｏ ｅ ｓ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｏ
ＣＨＥＮ ａ Ｈｕ ｎ①
。
Ｚ Ａ ＧＱｎ② Ｈ Ｎ ｉｇ
（ ｉ ｊ ｎ ｅ ｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ａｄＥ ｕａ ｏ ， ｉ ｊ ０２ ２ Ｃ Ｎ （ ａ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ ｏ Ｔｃｎｌ ｙ ｎ ｄｃｔｎ Ｔ ｎ ｎ ０ ２ ， Ｈ ； ￣Ｔ ｎｎ ｖ ｓｙ ｏ ｉ ａ ｉ３ ②Ｔ ｉ Ｕ ｉ ｒｔ， ｉ ｊ ００ ２ Ｃ Ｎ） ｉ ｎ ｎｖ ｓｙ Ｔａ ｉ ３０７ ， Ｈ ｅｉ ｎｎ
基于5m激光丝杠动态检测仪的误差补偿技术
基于 ５ｍ 激光丝杠动态检测仪的误差补偿技术 陈曼龙
基于 ５ｍ激光 丝杠动态检 测仪 的误差补偿技术
Ｔ ｅ Ｅｒｏ ｍ ｐ ｎ ａ ｉ ｅ ｈ ｉｕ ｏ ｎ ｍ ｉ ｅ ｄ ｃ ｅ Ｄｅ ｅ ｔ ｒ ｈ ｒ ｒＣｏ ｅ ｓｔ ｏｎ Ｔ ｃ ｎｑ ｅ ｆ ｒＤｙ ａ ｃ Ｌ ａ ｓ ｒ ｗ ｔ ｃ ｏ Ｂａ ｅ Ｌ ｓ ｒ ｓ ｄ ｏｎ５ｍ ａ ｅ
Ｏ 引言
随着社会经 济的迅猛发展 ， 机械精度 提 出 了更 对
成 如图 １ 所示 。测量时 电机经过机械传动装置驱动 主 轴， 圆光栅盘安装 于传 动主轴上 ， 测量 时由拨盘带动被 测丝杠和 圆光栅 同步转动 ， 杠旋转 时带 动头 和螺母 丝
小车沿导轨做轴 向运动 。此 时 ， 安装 在螺母 小车 上的
酰 曼 龙
（ 陕西理 工 学院机械 系， 中 ７３０ ） 汉 ２０３
摘
要 ：介 绍测 量仪 器在设 计 中应该 如何 有效 利用误 差补 偿技 术 。通 过对 影 响 ＨＹ １ Ｊ ０２的 ５ 激光丝 杠动 态 检测 仪 测量 精度 的各 误 ｍ
差源 的分析 ， 以及 对该 仪器 在设计 中所 采用 不 同误差 补偿技 术 的 比较 和研 究 ， 出在 精密 仪器设 计 中应 按 仪器 在 实 际应 用 中的要 求 ， 提 优 先考 虑补偿 效果 ， 可能综 合地 进行 误差 补偿 ， 尽 才是 仪器设 计采 用补 偿技 术 的关 键 。 关键词 ：仪 器设计 误 差补偿 方法 丝 杠
术 就显 得十 分重要 。下 面 以 ５ ｍ激光 丝杠 动态 检测
△ｓ ：— 寺
沮 度 沮 度 气 压
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ １ ）
发射 镜
能够进行热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究
能够进行热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究邓三鹏 章青 幺子云天津大学机械学院,天津 300072摘要:研究了加工中心在线检测软件误差补偿技术,基于Windows 平台开发了误差补偿软件,并对软件开发中的关键技术:建立检测系统的几何误差与热误差综合模型,测头误差处理技术进行了研究。
可以同时对测头误差、机床几何误差与热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度。
软件系统在M AK INO 立式加工中心上进行了实验验证。
关键词:在线检测;误差补偿;加工中心;热误差中图分类号:T P319B T G 659 文献标识码:A 文章编号:1001-2265(2003)09-0061-03Research on thermal error compensation techniques in machining center .s on -line inspection softwareDENG Sanpeng ZHANG Qing YAO ZiyunAbstract:T his paper investig ates the software erro r compensatio n in CNC machining centers On-line inspecting system.Based on Windows 2000oper ating system,compensation softw are is developed.It inv est igates modeling erro rs.T he soft ware can compen -sate probe er rors,thermal and geometric errors.T he software system is tested on M AK IN O upr ight CN C machining centers,and the results verify the effectiv eness of the method.Key words:on-line inspecting ;error compensation;machining center;t hermalerror图1 软件总体结构图1 概述加工中心的质量检测问题一直受到人们的重视。
滚珠丝杠副导程误差的动态测试与计算机处理
滚珠丝杠副导程误差的动态测试与计算机处理
滚珠丝杠副是机器人和数控机床等精密机械的重要部件之一，对其性能进行准确的测试和评估具有重要意义。
其中，导程误差是滚珠丝杠副性能的重要指标之一，其表示了实际滚珠丝杠运动轴的位移与理论运动轴位移之间的差异。
滚珠丝杠副导程误差的动态测试过程中，需要使用高精度测量仪器对导程误差进行实时测量，并且应该通过一定的运动控制方式来模拟实际运动条件，以便得到更加准确的测试结果。
常见的动态测试方法包括加速度测试法、跟踪误差测试法和速度测试法等。
测试数据的处理和分析是滚珠丝杠副导程误差测试的一个重要环节，计算机的运用可以有效地提高数据处理的速度和精度。
在测试过程中，可以通过计算机实时对测试数据进行记录和处理，以便及时发现导程误差的变化情况。
同时，计算机还可以使用一些数学算法和模型来分析和解释测试结果，从而得到更加准确的导程误差指标，并为滚珠丝杠副的优化设计提供参考。
总的来说，滚珠丝杠副导程误差的动态测试和计算机处理是精密机械制造领域中重要的测量方法之一，其对于提高机器人和数控机床等精密机械的性能和精度具有重要意义。
滚珠丝杠在线检测及模糊PID补偿算法研究
第２ ８卷 第 ６期
２ １ 年 ６月 ０１
机
电
工
程
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ６ １２ ．
Ｊ ｕｎ ｌ ｆＭｅｈ ｎｃ ｌ Ｅ ｅｔ ｃ ｌＥ ｇｎ ｅ ｎ ｏ ｒ ａ ｃ ａ ｉａ ＆ ｌｃｒ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｏ ｉ ｉ
Ｊｎ ０ １ ｕ ．２ １
滚 珠 丝 杠 在 线 检 测 及 模 糊 Ｐ Ｄ 补 偿 算 法 研 究 Ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｒ ｖ ｈ ｒ ｄ ｎ ｃ ｕ ａ ｙａ ｄ ｅｆ ｉｎ ｙ ｏ ｒ ｅｐ ｅ ｉｉｎ ｂ ｌ ｓ ｒ ｗ， ｈ ｃ ｎ ｌｇ ｆ ｎ ｌ ｅ ｄ ｔ ｃｉｎ ａ ｄ ｅ ｒ ｒ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｒ ｅ ｉ ｏ ｅ ｔｅ ｇ ｉ ｉ ｇ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｆ ｃｅ ｃ ｆ ａ ｇ ｒｃ ｓｏ ａｌ ｃ ｅ ｔ ｅ ｔ ｈ ｏｏ ｙ ｏ —ｉ ｅ ｅ ｔ ｎ ｒｏ ｏ ｍｐ ｎ ｉ ｌ ｅ ｏ ｎ ｏ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｗａ ｐ ｌ ｄ ｔ ｃ ｅ ｒ ｄ ｎ ｒ ｃ ｓ ． Ｔ ｅ ｓ ｕ ｔ ｒ ｆｔ ｅ ｓ ｓｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｗｏ ｋ ｎ ｒ ｃｐ ｅ ｏ ｈ ｉ ｄ ｌ ａ ｎ ｒ— ｏ ｅ ｓ ｔ ｓａ ｐ ｉ ｏ ｓ ｒ ｗ ｇ ｉ ｉ ｇ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｅ ｎ ｈ ｔ ｃｕ ｅ ｏ ｙ ｔｍ ｎ ｈ ｒ ｉ ｇ ｐ ｎ ｉｌ ｆ ｔ ｅ ｍａ ｎ ｍｏ ｕ ｅ ｗ ｓ ｉ ｔ ｒ ｈ ｉ ｏ ｄ ｃ ｄ，ｗ ｉ ｈ ｔ ｏ ｆ ｎ ｌ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｅ ｓ ｅｄ ｎ ｍｉ ａ ｕ ｅ ｎ ｎ ｚｙ Ｐ Ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉｎ ｗａ ｒ ｐ ｓ ｄ ｈ ａ ｌ ｃ ｅ ｅ ｅ ｔ ｎ ｕｅ ｈ ｌ ｔ ｅｍｅ ｈ ｄ ｏ — ｎ ｏ ｒ ｈ ｎ ｉ ｙ ａ ｃ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔａ ｄ ｆ ｚ Ｉ ｏ ｅ ｓ ｔ ｓｐ ｏ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ｂ ｒ ｗ ｄ ｔｃ ｉ ｅ ｏ ｉ ｖ ｕ ｏ ｌ ｓ ｏ ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｓ ｆ ａ ｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｏｔ ｒ ａ ｅ ｎ ＶＣ ＋＋ ｗ ｓｄ ｖ ｌｐ ｄ ｈ ｐ ｌ ａｉｎ ａ ｄ ｓｍｕ ａｉ ｎｏ ｉ ｈ ｅ ｒｒａ ａ ｙ ｉ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎｏ ｐ ０× ｏ ｗ ａ ｅ ｅ ｏ ｅ ．Ｔ ｅ ａ ｐ ｉ ｔ ｎ ｉ ｌ ｔ ｆｐｔ ｒｏ ｎ ｌ ｓ ｎ ｏ ｅ ｓ ｔ ｆｔ ｅ６ ｃ ｏ ｏ ｃ ｓ ｏ ｙ ０ ６×４ ０ Ｐ ３ ｒ ｏ ｎ ｉｍｅｅ ２ 一 ０ Ｒ ｍｉａ ｄ ａ ｔ ｒｍｍ × ｎ ｍｉａ ａｐ ｔｔ ｎ ｍｍ × ｔ ｒ ａ ｅ ｇｈ ｎ ｌ ｏ ｎ ｐ ｉ ｉ ｌ ｌ ａｏ ｈ ｅ ｄ ｌ ｎ ｔ ｓｍｍ — ｔｐ ｓ・ｓａ ｄ ｒ ｏｅ ａ ｃ ａ ｅ・ｄ ｒ ｃｉｎ ｏ — ｙｅ ｔ ｎ ａｄ ｔ ｌｒ ｎ ｅ ｇ ｄ ｒ ｉｅ ｔ ｆｒ ｏ ｏ
丝杠系统传动误差的测量与补偿
第６期（总第２２３期）２０２０年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２ ６４１３（２０２０）０６ ０１９１ ０２丝杠系统传动误差的测量与补偿李红利，敖荟兰（广东正业科技股份有限公司，广东 东莞 ５２３８０８）摘要：针对丝杠传动时因线性方向伸缩导致定位精度与重复定位精度降低的问题，提出了基于视觉系统实时测量并更新脉冲当量的补偿方法。
通过将视觉监测系统的测量值与光栅尺读数的对比，验证了此种方法的有效性，从而在不增加成本的条件下有效地提高了丝杠传动系统的定位精度与重复定位精度。
关键词：测量；补偿；丝杠系统；传动误差中图分类号：ＴＨ１３２ 文献标识码：Ｂ收稿日期：２０２０ ０８ ０５；修订日期：２０２０ １０ １６作者简介：李红利（１９８３），女，河南平顶山人，工程师，硕士，主要从事光机电协同控制系统的研究工作。
０ 引言滚珠丝杠副具有高效率、高精度、高刚度等特点，是机械传动与定位的首选部件，同样也是机床进给系统的核心部件。
随着数控机床和工具机的普及以及系统向高速化的方向发展，进给系统的速度也越来越快，但是滚珠丝杠的高速化运转也引起了其热变形增大等问题。
滚珠丝杠副处于进给系统传动链的末端，它的传动误差直接影响到机床的定位精度和重复定位精度，而温升引起的热变形通常占到丝杠总变形的５０％以上，是影响其定位精度的主要因素，因此解决丝杠热变形引起的定位误差具有一定的现实意义。
１ 技术背景丝杠高速传动过程中因摩擦生热会引起自身的膨胀变形，尤其是沿着轴线方向上的伸长更为明显，这样势必导致丝杠导程变大从而影响到传动的定位精度及重复定位精度。
丝杠的导程精度是度量丝杠传动精度的一个非常关键的指标，如果工具机工作过程中丝杠的导程发生了变化，而又没有采取相应的措施，那么势必造成加工精度的损失。
针对丝杆工作中的涨缩问题，多年来国内外学者和相关的技术人员已对此开展了针对性的研究，他们试图采用温度补偿或者改进丝杠结构设计等方法对丝杠进行传动误差的修正。
CNC丝杆热补偿功能应用
CNC丝杆热补偿功能应用滚珠丝杆是数控机床的关键传动和定位部件，属于细长轴类零件，使用过程中由于运动时的摩擦生热及周围环境热源等因素影响很容易产生热膨胀变形。
在半闭环控制的机床中，丝杆热膨胀将造成机床最终机械定位偏差，因此需要数控系统对其进行补偿。
前言一功能概要本功能是补偿由滚珠丝杆热膨胀引起的轴进给误差的功能。
如图1所示，在设定的机械误差补偿区域（mdvno~pdvno）内设置偏置量（offset）和最大补偿量（maxcmp），以此两点为终点求得补偿直线进行平滑补偿。
图 1二丝杆热补偿与螺距补偿的关系如图2所示，滚珠丝杆热补偿和螺距补偿（机械误差补偿）可以一起使用，效果相互叠加。
热补偿与螺距补偿一样，需要建立在参考点之上(电气原点)，通过指定最负侧的补偿量及最正侧的补偿量，由系统自动计算各个位置的补偿量，它的补偿是线性的。
图 2三丝杆热膨胀补偿区域的设定图3为机械误差补偿界面；螺距补偿区域在#4004设置的最负端分割点(mdvno)和#4005设置的最正端分割点(pdvno)内，而丝杆热补偿区域与螺距补偿区域是一致的。
图 3四热补偿方法通过PLC向热补偿相关R寄存器写入补偿数据，告知系统补偿量(表1为热补偿相关R寄存器)。
表 101. 系统、轴号(raxno)如图4，R402的Bit0是打开热补偿的开关，Bit1-Bit7用于指定补偿轴号。
图 402. 偏置量(offset)使用梯形图在热补偿区域内设定最负侧(mdvno位置)的补偿量。
设定范围为-32768～32767（H8000～H7FFF）。
03. 最大补偿量(maxcmp)使用梯形图在热补偿区域内设定最正侧(pdvno位置)的补偿量，此补偿量是以offset位置为基准的值。
设定范围为-32768～32767（H8000～H7FFF）。
04. 补偿量(legcmp)根据补偿直线算得的当前位置补偿量。
五PLC编程例及热补偿效果监测01. 简易编写下图5所示PLC程序进行测试图 502. 热补偿效果监测如图6、图7所示，分别将#18001(偏置量offset)、#18002(最大补偿量maxcmp)设置为-5、6和-10、12（不同的热补偿直线）；查看驱动器监视界面“机械位置”与“机械侧反馈”的偏差情况，该偏差即是热补偿所致；当设置不同offset和maxcmp值时，在同一位置的热补偿量不同（如图8、图9所示）。
热误差检测及补偿应用解决方案
热误差检测及补偿应用解决方案一、企业简介沈阳机床（上海）智能系统研发设计有限公司（前身沈阳机床上海研究院）致力于面向机床行业的运动控制技术及云制造技术的产品研发和技术储备。
迄今为止，上海分公司已经针对沈阳机床（集团）所涵盖的业务领域内自主研发了一系列的产品，包括 i5 系列智能数控系统、HSHA 系列伺服驱动器及 WIS 车间信息系统等产品。
沈机智能在完成i5 运动控制核心技术的研发与i5 数控系统的产业化之后，进一步提出社会化的开发思路，将i5 运动控制核心技术进行模块化封装，以平台形式向数控行业产业链上下游的参与方（包括大中小型制造企业、装备供应商、个体开发者、创客等）开放，为数控技术在各个垂直领域的应用与推广打造通用的工业 APP 开发、应用与分享的平台。
该平台于 2017 年 11 月向全世界发布，即被业界所熟知i5OS 工业操作系统（简称为“i5OS”）二、工业 APP 简介（一）、问题定位机床热误差是引起零件加工误差的最主要因素之一，对于钻攻机来说，主轴热伸长可达到 10 丝以上，严重影响加工精度。
目前热误差补偿存在以下几个问题：1、要以较高的代价获得建模数据；2、热误差模型鲁棒性和预测精度较差；3、补偿方式与CNC 集成度不高。
鉴于上述问题，在搭载 i5OS 系统的机床上开发了热误差自动测量和补偿 APP。
它能解决由于主轴热伸长引起的工件尺寸的不一致性，提高加工效率，提高 CPK 指标，减少能耗，降低对操作工人的技术要求。
（二）、创新点热误差自动测量和补偿 APP 可实现主轴 Z 向热伸长的自动采集和基于工况的热误差模型的建立及预测，CNC 将补偿值平均分配到每个插补周期中，在冷机、停机恢复状态下无需热机，保持较高的尺寸一致性和加工精度。
（三）、功能介绍热误差自动测量和补偿 APP 实现如下功能：1、建模数据的自动采集：包括热伸长的自动测量（自动生成对刀仪测量子程序；参数的设置：采集周期，刀号、安全位置等；热伸长的自动保存）、温度数据和主轴转速的采集和保存温度数据的采集和保存；图 29 参数设置界面图 30 自动对刀设置界面2、热误差建模：根据建模文件，自动建立热误差模型，存储在数据库中；3、热误差预测：(1)、参数设置，包括补偿周期和最大补偿值的设置；(2)、热误差预测：根据事先建立的热误差模型，预测当前温度和转速下的热误差量，将其发送给 CNC 进行补偿。
数控加工中在线检测及误差补偿的关键技术研究的开题报告
数控加工中在线检测及误差补偿的关键技术研究的开题报告一、选题背景和意义数控加工技术已经成为现代制造业中不可或缺的部分。
在线检测及误差补偿是保证数控加工精度和效率的关键技术。
在线检测可以对加工过程中的误差进行实时监测和纠正，从而保证加工精度；误差补偿是在已知加工误差的情况下对机床进行修正，从而最大限度地减小加工误差。
因此，在线检测及误差补偿技术的研究对提高数控加工精度和效率具有重要意义。
二、研究内容和方法1. 在线检测技术：在线检测技术可以通过感应设备、测量仪器等方式对加工过程中产生的误差进行实时监控和纠正。
本研究将采用光学摄像头和传感器等设备，结合MATLAB软件，对加工过程中的误差进行实时监测和纠正。
2. 误差补偿技术：误差补偿是对机床进行修正，最大限度地减小加工误差。
本研究将结合CAD/CAM软件，对机床运动轨迹进行分析和优化，并通过自动控制系统进行误差补偿。
3. 系统集成：本研究将采用系统集成的方法，将在线检测技术和误差补偿技术相结合，形成一个完整的系统。
三、预期成果1. 实现数控加工过程中的在线检测及误差补偿，提高数控加工精度和效率。
2. 开发一个完整的数控加工在线检测及误差补偿系统。
3. 对在线检测及误差补偿技术的研究，为数控加工技术的进一步发展提供理论基础和实验数据。
四、研究难点1. 在线检测及误差补偿技术的应用范围较广，涉及到多种加工工艺和工件材料。
如何高效地实现多种加工工艺和工件材料的在线检测及误差补偿是一个难点。
2. 在线检测及误差补偿技术需要通过自动控制系统实现，如何优化控制系统的算法和参数，充分发挥在线检测及误差补偿技术的效果也是一个难点。
五、研究计划1. 第一年：对在线检测及误差补偿技术进行理论研究和实验验证，确立系统集成方案，并开发基础软件和硬件平台。
2. 第二年：对基础软件和硬件平台进行优化和完善，扩大系统应用范围，研究多种加工工艺和工件材料的在线检测及误差补偿技术。
CNC机床丝杠热误差实时补偿设计及自动补偿试验
CNC机床丝杠热误差实时补偿设计及自动补偿试验
杨光;路晓云
【期刊名称】《机械管理开发》
【年(卷),期】2024(39)5
【摘要】为了降低数控机床丝杠传动系统因热误差引起的定位误差,完成机床工作台各运行阶段的实时补偿。
用非接触模式为丝杠非电机连接端安装位移检测器,以电涡流传感器时间监测丝杠端面位置数据,获得丝杠产生的总热误差,通过热补偿得到每段丝杠的热误差程度,确定每段坐标系原点发生的偏移,完成自主补偿机床丝杠热误差的效果。
研究结果表明:采用分段补偿方法可以获得比其他热误差补偿模型更优的丝杠全段补偿性能。
分别检测丝杠各段发生的热误差再对其实施补偿,可以根据丝杠各部位热误差程度实施补偿。
【总页数】3页(P43-44)
【作者】杨光;路晓云
【作者单位】新乡职业技术学院智能制造学院;新乡职业技术学院数控技术学院【正文语种】中文
【中图分类】TG659
【相关文献】
1.机床丝杠热误差的测量与补偿研究
2.数控机床空心丝杠进给轴热误差补偿研究
3.数控机床丝杠传动系统热误差实时补偿技术
4.冲啊!新时代——十个人的2022年度感受
5.基于热误差补偿的行星滚柱丝杠综合性能试验台设计与分析
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精密复杂零件数控加工在线检测误差补偿研究
精密复杂零件数控加工在线检测误差补偿研究发布时间：2021-09-06T11:07:37.133Z 来源：《科学与技术》2021年4月11期作者：张淞[导读] 精密复杂零件制造是一个国家制造业水平的集中体现。
随着我国数控加工张淞航空工业哈尔滨飞机工业集团有限责任公司黑龙江哈尔滨 150000摘要：精密复杂零件制造是一个国家制造业水平的集中体现。
随着我国数控加工技术的飞速发展．人们对在线检测技术提出了更高的要求。
当前国内大量在线检测软件受机床系统、测头品牌等限制，编程烦琐，价格昂贵无法通用。
开发一套宏程序在线检测库，引入数控机床系统，通过调用宏程序并赋值，生成所需要的在线检测程序。
控制加工中心自动完成检测任务．这样不但可以有效提高产品检测精度、效率，还可以大大降低检测成本。
关键词：精密复杂零件数控加工；在线检测误差补偿；前言：制造业装备技术的不断进步，对零件的加工精度和效率等提出了愈来愈高的要求。
与规则零件相比较，复杂曲面零件的设计、加工和精度检测等过程更为复杂，要求有相应的检测技术对不同尺度、不同精度要求的各类复杂曲面加工精度进行检测和保证。
一、精密复杂零件数控加工在线检测原理复杂零件通常由圆柱、圆锥、凸台、凹槽、球、椭圆等几种基本体组合而成．将一个精密复杂零件按不同特征分解为不同的基本体。
在计算机上生成基本体在线检测宏程序，将基本体在线检测宏程序由通信接口传输至数控机床，通过调用基本体在线检测宏程序库中的宏程序并赋值，生成所需要的在线检测程序。
机床伺服系统驱动测头对被测件上的点、线、面、圆孔、圆柱、圆锥、凸台、凹槽、球、椭圆等基本体进行测量，测头测量时发出的触发信号通过测头与数控系统的专用接口转换为数控系统可识别的信号。
数控系统接收信号后，记录下各测量点坐标，对坐标进行处理，最终获得组合体的测量结果。
二、精密复杂零件数控加工在线检测误差补偿1.在线检测系统在误差分析与补偿的科学研究领域上仍然存在着关键性目前国内所开发的在线检测系统的检测对象较为单一，针对复杂曲面的在线检测系统较少，然而复杂曲面的零部件的应用越来越广泛，只能针对简单规则形体（如平面、圆柱等）的在线检测平台不能满足要求。
在线检测与误差补偿技术(精密加工)
用测微仪（测头传感器）测量 工件形状误差和回转轴系运动 误差； 起点电路提供一个作为角度位 臵的起始点信号。
2013-8-10
分离工件和轴系误差的转位法有三种：
(1) 反转法
测量时只作一次转位（工件与测头对轴系回转180°）， 共测得两组数据 V1 (i ) M1 (第1节 概述 三、误差补偿技术
抵消法
如图，为了提高丝杠 车床主轴的回转精度， 在装配时人为地选择 前后轴承的偏心量和 偏心方向。 若选择前轴承的偏心 量小于后轴承的偏心 量，且两者的偏心在 同方向，则可将偏心 误差抵消一部分，从 而提高了主轴的回转 精度。
2013-8-10
第1节 概述 三、误差补偿技术
提高加工精度的途径： 1）隔离和消除误差；
找出加工误差产生的根源，采取相应措施，使误差不产生或少 产生。
2）误差补偿
用相应的措施去“钝化“、抵消、均化误差，使误差减小。 2013-8-10
第1节 概述 二、加工精度的检测
精度检测按所处的环境分为：
1.离线检测
工件加工完毕后，从机床上取下，在机床旁或在检测室 中进行检测。检测条件较好，测量精度较高。
误差修正（校正）：指对测量、计算、预测所得的误 差进行修正（校正)； 误差分离：指从综合测量所得的误差中分离出所需的 单项误差；
误差抵消：指两个或更多个误差的相互抵消；
误差补偿：对一尺寸、形状、位臵差值的补足。
2013-8-10
第1节 概述 三、误差补偿技术
修正法
如图，为了提高丝杠 车床的螺距精度，通 过杠杆将修正尺和母 丝杠的螺母连接。修 正尺上的修正曲线使 母丝杠的螺母作附加 微小转动，从而使刀 架产生附加微小位移 来补偿母丝杠的螺距 误差。
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误差 ， 提高加工 中心在线检测精度 。
１ 基 于 ＲＢ 网络 的 丝 杠 热 误 差 补偿 模 型 Ｆ
１ １ 丝 杠 的 热 变 形 误 差 补 偿 ．
丝 杠受 温 度 影 响 而 引起 热 变 形 ， 即使 在 同 一 温 度下 ， 也不是 一 个定 量 ， 是 刀具 在 丝 杠 上位 置 的函 而 数 。同时 由于 随 着 加 工 时 间 的延 长 ， 杠 温 度 在 丝 不 断上 升 ， 偿 量是 一个 随加 工 时 间 变化 （ 补 在某 一 刻
０ 引 言
随着 制造 业 的发 展 ， 机床 主轴 转 速 、 服 进 给 速 伺 度 和加 工 精度 不断 提 高 ， 变 形 问题 变 得 更 加 突 出 。 热 各 种 不 同 类 型 的 机 床 ， 变 形 误 差 约 占 总 误 差 的 热 ３％ ～ ０ ０ ５ ％ 。在 机 床 系 统 中 ， 珠 丝 杠 的热 变 形 滚 直接产 生 系统 的 位 置误 差 。 由 于 丝杠 高 速 旋 转 ， 热
ｇ ｏ ｅｒｃｅ ｏ ｓ Ｆｉ ａｌ ｅ ｍ ｔｉ ｒ ｒ ． ｎ ｌ ｙ，ｓ ｍ ｅ ｅ ｐｅ ｉ ｅ ｔ ｌｒｓ ａｃ ｓ ａｅ ｐｕ ｏｗ ａ ｄ ｏ Ｋ Ｉ ｏ ｘ ｍ ｎ ａ ｅ ｅ ｒｈｅ ｔｆ ｒ ｒ ｎ Ｍ Ａ ｒ ｒ ＮＯ ｃ ｎｉ ｇ ｃ ｎ ｅ ． ｍａ ｈｉ ｎ ｅ ｔｒ
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热误 差进 行补 偿 ， 效地提 高 了在 线检 测精 度 。软件 系统在 ＭＡ Ｉ ０立式 加 ＿ 中心 上进 行 了实验验 有 ＫＮ Ｔ －
证 ． 偿 效 果 明显 。 补
关 键 词 ： 杠 ； 变 形 ； 线 性 ； 经 网络 ； 偿 软 件 丝 热 非 神 补 中 图 分 类 号 ： Ｈ ６ Ｔ ６ Ｔ １ ；Ｇ ５ 文 献 标 识 码 ： Ａ
第 ７期 ２１ ０ １年 ７月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏｄ ａ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａ ｕ ｏ ａｔｃ Ｍ ａ ｕｌ ｒ Ｍ ｃ ｉ ｏ ｔ ｍ ｉ ｎｕｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔｅ ｈ ｑ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ ｕｅ
ＮＯ． ７
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摘要： 文章 结合 丝杠 热 变形 的非 线性 等 特 点 ， 用径 向基 函数 神 经 网络 方 法建 立 丝杠 热 变形 误 差模 采
型 。 同 时 基 于 Ｗｉｄｗ 平 台开 发 了 相 应 的 补 偿 软 件 ， 软 件 可 以 同 时 对 机 床 几 何 误 差 与 主 轴 、 杠 ｎｏ ｓ 该 丝
文 章 编 号 ：０ １— ２ ５ ２ １ ） ７— ０ ３— ２ １０ ２ ６ （０ １ ０ ０ ６ ０
具 有 丝 杠热 误 差 补 偿 功 能 的在 线检 测 软 件 的开 发
岳 红 新 ， 鹏 程 张
（ ． 北工 程 技 术 高 等 专科 学校 电力 工 程 系 ， 北 沧州 １河 河
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