可编程多轴控制器在转台误差补偿中的应用
《2024年多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》范文
《多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展，多轴数控机床作为高精度、高效率的加工设备，在机械、航空、汽车等领域得到了广泛应用。
然而，由于机床制造、装配及工作环境等多方面因素的影响，机床的加工精度往往难以达到理想状态。
因此，对多轴数控机床的精度建模与误差补偿方法进行研究，对于提高机床的加工精度、稳定性和使用寿命具有重要意义。
二、多轴数控机床精度建模多轴数控机床的精度建模是提高机床加工精度的关键环节。
首先，需要建立机床的几何误差模型，包括机床各轴的运动误差、热误差等。
其次，通过实验和仿真手段，对机床的静态误差和动态误差进行测量和分析。
在此基础上，建立机床的误差模型，为后续的误差补偿提供依据。
在建立机床精度模型的过程中，需要考虑多种因素对机床精度的影响。
例如，机床的结构设计、制造工艺、装配质量等都会对机床的精度产生影响。
此外，机床的工作环境如温度、湿度等也会对机床的精度产生影响。
因此，在建立精度模型时，需要综合考虑这些因素，以提高模型的准确性和可靠性。
三、误差补偿方法研究针对多轴数控机床的误差，需要采取有效的补偿方法。
目前，常用的误差补偿方法包括软件补偿和硬件补偿两种。
软件补偿主要是通过编程软件对机床的误差进行实时计算和修正。
这种方法具有灵活性高、成本低等优点，但需要精确的误差模型和高效的算法支持。
硬件补偿则是通过改进机床的结构或添加辅助装置来减小误差。
这种方法可以有效地提高机床的加工精度和稳定性，但成本较高且需要专业技术人员进行安装和维护。
在实际应用中，通常采用软件和硬件相结合的补偿方法。
例如，可以采用高精度的传感器实时监测机床的运动状态和误差情况，然后通过编程软件对误差进行实时计算和修正。
同时，还可以通过优化机床的结构设计、改进制造工艺等方式来减小机床的误差。
四、实验与分析为了验证所提出的精度建模与误差补偿方法的有效性，我们进行了大量的实验和分析。
首先，我们建立了多轴数控机床的误差模型，并通过实验数据进行了验证。
数控机床误差综合补偿技术及应用
2.3 误差补偿方法 淤NC 系统误差补偿。数控机床的 所有操作指令都要由 NC 系统进行粗/精的插补操作处理， 之后以脉冲形式驱动数控机床的各坐标轴，将误差计算所 得的误差值取反后，再直接叠加到反馈插补处理的过程， 以确保对坐标轴完成精确控制的目的。这种方法的实现可 以通过两种途径：一是利用转换数码程序，将初始的数控 指令代码实施重构，转化为有一定预补偿效果的数控指令
关键词院 数控机床；误差综合补偿技术；应用
0 引言 本文中所讨论的误差综合补偿技术，已经是非常完善 的一项数控机床软件修正技术，是国内外相关领域专家学 者共同研究的结果。该技术的实现优势在于，其并不需要 对机床硬件结构及其精度做任何改变的条件下，对数据机 床运行过程中形成的误差源进行数学分析和建模处理，通 过实时计算机床的空间误差并反馈给实际的控制系统，进 而改变驱动完成对误差的进一步修正，以此方式来提高该 数据机床的定位准确度。 1 数控机床产生误差的根源分析 要修正误差，首先要理解误差产生的根源，就 目前 数控机床设备的研究使用而言，其影响因素无外乎这么 几个： 1.1 数控机床设备的空间位置误差 因为零件结构的 外型、受热和受力等导致变形形成的误差，将导致机床的 刀具作用在工件部位的位置发生相对偏差，同时，因为机 床的伺服系统在跟踪过程、传动机构、位置检测等方面存 在的误差都可能造成位置变化误差。 1.2 数控机床设备刀具位置误差 因为需要更换和调 整数控机床的刀具设备，可能会因此造成位置上的微小偏 差。或者刀具因受力受热等外部环境因素影响，而发生诸 如变形、伸长和磨损等问题，进而造成了道具位置的变化。 1.3 加工件材质及其夹具变动形成的位置误差 这主 要是道具的装夹系统因切削热以及加工件材质等问题引 发弹性变形，导致随机形成的误差。 1.4 机床检测过程中形成的测量误差 在进行加工的 整个过程中，需要实时进行尺寸等的检测，如果这些检测 因为某种原因发生误差，也必然会导致加工误差的产生。 2 数控机床误差综合补偿技术及应用 数控机床的精确加工取决于两个方面，一是精密的机 床系统，二是精确的控制系统。机床系统能够确保设定的 数据被完整无误执行，提高系统加工的精度。控制系统则 通过及时对误差进行补偿，将误差控制在一定的范围内。 计算机技术是数控机床技术的神经系统，是实现机床控制 的核心，通过计算机技术的软件功能，及时修正机床的设 备误差，可以使得机床可以超水平发挥，取得更精确的加 工效果。 2.1 数控机床的误差模拟分析 通过计算机来修正数 控机床的加工误差，这是出数控机床产生的那一天就已经
基于PMAC的伺服系统误差补偿方法研究
下 面介绍创建误差补偿表 的相关命令 ：
粗
１ ００ ００
； 定 需 要 补 偿 的 电机 号 Ｄ ＦＮ Ｌ Ｏ Ｐ １ ， 指 Ｅ Ｉ Ｅ Ｂ Ｃ Ｍ ０
； 定义 １ Ｏ个 补偿点 ， 覆盖 １ ０个脉 冲单 ００ ０
位 长度 。
１ ５４ ６ ５ ０ １６ ５ ８ ３ ０６ ９ １ ０４ ６５ ４０
； 每个补偿点 的补偿值 。 ， ＝ｌ ； ， ５ 将 变量 设为 １ ＳＶ Ａ Ｅ ； 保存 设置 ， 使补偿表生效
需 要注意的是 ：
法， 软件误 差补偿具有 灵 活性大 ， 于修 改补偿 值 的特点 ， 便
下面介绍基 于 Ｐ Ａ Ｍ Ｃ的软件误差补偿方法 。
２ Ｐ ＭＡＣ简 介及 其 误 差 补 偿 方 法
图 １ 定 位 精 度 示 意 图
行补偿 。
Ｆｉ Ｄｉ ｇ ａ ｏ ｓｔｏ ｉ ｇ ｐ ｅ ｉｉ ｎ ｇ １ ａ ｒ ｍ ｆｐｏ ｉ ｎ ｎ ｒ ｃｓｏ ｉ
Ｐ Ｃ运动控制卡具有 间隙补偿 和螺距 补偿能力 。在 ＭＡ
１２ 影 响系统精度 的主要 因素 ．
在本文研究 的伺 服系统 中， 制指令通过 运动控制 器 、 控 伺服 电机 、 齿轮 系统转 换为运 动 目标 的移动 。 目标 的定位 精度 除了受 到电气和机械装置 的影 响外 ， 还受 到振动 、 导轨 和齿轮磨损 造成的影 响 ， 以及 由于热 变形 导致 的器件 特性 变化造 成的影响 。定位精度 的主要影响 因素有 ：
ｃ ｍｐ ｎ ａ ｉｎ ｍｅｈ ｄ ｏ ｅ Ｖ ｙ ｔｍ ａ ｅ ｎ Ｐ ｏ ｅ ｓ ｔ ｔ ｏ ｆｓ Ｙ Ｏ ｓ ｓｅ ｂ ｓ ｄ ｏ ＭＡＣ ｉ ｎｒ ｄ ｃ ｄ Ｂ ｓｎ ｒｏ ｏ ｅ ｓ ｔ ｎ， ｅｐ ｅ ｉ ｏ ｆ ｏ ｓｉ ｔ ｕ ｅ ． ｙ ｕ ｉｇ ｅ ｒｒｃ ｍｐ ｎ ａ ｉ ｔ ｒ ｃｓ ｎ ｏ ｏ ｏ ｈ ｉ
多轴数控机床转台误差快速检测与分离
Ｃｈ ｅ ｎ Ｇｕａ ｎ ｇ ｓ ｈ ｅ ｎｇ，Ｌｉ Ｈａ ｏ ｌ ｉ ｎ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ｆ ｏ ｒ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｇ ｈ ａ ｉ ２ ０ ０ ０ ９ ３ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
多轴 数 控 机床 转 台误 差 快速 检 测 与分 离
陈光胜 ，李郝林
（ 上海理工 大学机械工程学院 上海 ２ ０ ０ ０ ９ ３ ）
摘
要： 转 台是多轴数控机床 的重要运 动部件 ， 其精度对 机床 的加工精度 产生重要 影响 。针对 多轴数 控机床 转台 的 ６项运动
误差 和 ２项轴 问关 系误差 ， 提 出转 台误差 检测及分离的快捷方法 ， 基于球杆 仪 ， 能将 ８项转 台误差 中 的 ７项快 速检测 和分离 ， １
Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ： Ｒｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｉ ｓ ｔ ｈ ｅ ｋ ｅ ｙ ｍｏ ｖ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｐｏ ｎｅ ｎ ｔ ｏ ｆ ｍｕ ｌ ｔ ｉ — ａ ｘ ｉ ｓ ＣＮＣ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｓ ｄ ｅ ｅ ｐ ｉ ｎ ｆ ｌ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ
ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｃ ｃ ｕ ｒ ａ ｃ ｙ ｏ ｆ Ｃ ＮＣ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ． Ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｐ ｒ ｅ ｓ ｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ｈ ｅ ｆ ａ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ａ ｓ ｕ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｆ ｙ ｉ ｎ ｇ
机械数控机床位置控制及误差补偿分析
机械数控机床位置控制及误差补偿分析机械数控机床是一种通过计算机控制来实现加工操作的机床，其位置控制和误差补偿是其关键技术之一。
本文将对机械数控机床位置控制及误差补偿进行分析，并探讨其在机械加工领域的重要性。
一、机械数控机床位置控制原理机械数控机床的位置控制是通过控制机床运动轴的位置来实现加工操作的精准性。
其位置控制原理主要包括运动轴控制系统和位置控制算法两部分。
1. 运动轴控制系统机械数控机床通常包括多个运动轴，如X轴、Y轴、Z轴等。
这些轴通过伺服电机驱动，并通过编码器进行位置反馈。
控制系统通过计算机控制信号来控制伺服电机的转动，从而实现机械数控机床的位置控制。
2. 位置控制算法机械数控机床在实际加工过程中，由于各种因素的影响，存在一定的位置控制误差。
这些误差主要包括静态误差和动态误差两部分。
1. 静态误差静态误差是指机械数控机床在静止状态下的位置误差。
这些误差主要来自伺服电机的非线性特性、传动链路的松动等因素。
静态误差对机械加工精度的影响较为显著，需要通过误差补偿等手段进行校正。
机械数控机床的位置控制误差可以通过多种方法进行补偿，以提高加工精度和效率。
开环误差补偿是通过对机械数控机床运动系统的静态误差和动态误差进行建模和修正来实现。
这种方法通过对系统参数和结构等进行优化，以减小误差对加工精度的影响。
2. 闭环误差补偿3. 多轴联动误差补偿随着机械数控机床技术的不断发展，位置控制误差补偿技术也在不断地更新和完善。
1. 智能化机械数控机床位置控制误差补偿技术将更加智能化，通过对加工工件和环境的实时监测，实现对位置控制误差的实时调整和优化。
2. 多模态补偿3. 高精度化机械数控机床位置控制误差补偿技术将更加高精度化，通过对系统动力学特性和控制算法的深入研究，提高机械数控机床的位置控制精度和稳定性。
浅谈数控机床误差补偿关键技术
浅谈数控机床误差补偿关键技术摘要：数控机床的自动化表现，逐步对精度、工艺等提出较高要求，利用误差补偿技术，控制数据机床，保障数控操作的可靠性。
误差补偿技术是提高数控机床误差的一种，完善数控操作，规划误差补偿关键技术中的不足之处，提高疏狂机床误差补偿的应用能力。
因此，本文以数控机床为背景，分析误差补偿关键技术。
关键词：数控机床；误差补偿；关键技术随着机械制造业的发展，社会提高对数控机床的重视度，利用改良、集成与智能的思想，提高数控机床的精确度，避免影响机械制造业的发展。
误差补偿关键技术有利于数控机床的发展，严格控制误差，全面把握数控制造。
误差补偿技术利用数据基础，处理原有数控差距，实行强制控制，以此保障数控精度。
基于误差补偿关键技术的数控机床，提高机械设备的制造水平。
1. 数控机床中的误差补偿关键技术数控机床中的误差补偿关键技术，主要分为三类，控制数控机床的制造精度，具体如下：1.1 建模技术建模技术需要建立在运动学基础上，实现误差补偿。
在数据机床制造的过程中，建模技术分为两类，一类是综合建模，另一类是元素建模。
机床操控时，由于机械设备的原因，出现相对位移差距，影响数控机床的质量[1]。
所以，利用误差建模控制相对位移，管控细节元素的误差过程，避免出现制造误差。
利用综合与元素的建模方式，提升数控机床制造的精确度。
建模技术不仅可以有效分析设备误差，还可真实反映误差成型，精确补偿误差。
1.2 测量技术测量技术以误差为主，优化数控机床操作，避免制造过程中出现误差。
测量技术重点控制数控机床的原始数据，规避原始误差，以原始数据为重点，设定准确数值，实现直接或间接控制。
分析测量技术中的直接、间接因素，控制测量误差。
第一，直接测量，规划发生误差的机床设备，直接对设备进行误差处理，例如：使用特定仪器，实行全方位检测，发现设备误差，控制设备精度，此类测量方式不利于工期比较紧张的制造；第二，间接测量，分析引发误差的因素，实行全面分析，将误差因素规划为系统模型，便于推断性处理，一般数控机床采取误差补偿时，以间接测量为主，具备操作简便、控制力度强的特点，着重提高误差控制能力。
数控机床误差实时补偿技术及应用
数控机床误差实时补偿技术及应用数控机床误差实时补偿技术是一种通过测量和监控机床的误差，然后通过算法和控制系统来实时修正这些误差的技术。
它可以显著提高机床的加工精度和稳定性，使得加工的零件更加精确和一致。
下面将介绍数控机床误差实时补偿技术的原理、方法和应用。
数控机床误差实时补偿技术的原理是基于机床的误差源和误差特点进行建模，并通过控制系统实时调整机床的运动轨迹来补偿这些误差。
机床的误差主要包括几何误差、动态误差和热误差等。
几何误差是由机床结构、加工刀具和工件等因素引起的，例如导轨的尺寸偏差、传动装置的误差等。
动态误差是由机床运动过程中的惯性力、弹性变形等因素引起的，例如加工过程中的振动和共振等。
热误差是由于机床在工作过程中产生的热源，例如主轴的热膨胀和冷却液的温度变化等。
数控机床误差实时补偿技术的方法一般包括两个步骤：误差测量和误差补偿。
误差测量是通过传感器或测量仪器实时检测机床的误差，并将其反馈给控制系统。
常用的测量方法包括激光干涉法、电容法和光栅尺等。
误差补偿是在控制系统中根据误差测量结果进行数学建模和分析，并根据补偿算法调整控制指令，使得机床的运动轨迹达到期望的精度。
数控机床误差实时补偿技术在实际应用中具有广泛的应用领域。
首先，它可以应用于航空航天领域的高精度零件加工。
航空航天零件对精度和质量要求非常高，数控机床误差实时补偿技术可以有效提高加工精度，降低零件的尺寸偏差和表面光洁度，从而提高航空航天产品的性能和可靠性。
其次，它可以应用于汽车制造领域的模具加工。
模具制造对精度和一致性要求较高，数控机床误差实时补偿技术可以有效减少模具的尺寸和形状偏差，提高模具的加工质量和寿命。
此外，它还可以应用于医疗器械制造、光学仪器加工等领域。
总之，数控机床误差实时补偿技术是一种通过测量和监控机床的误差，并通过控制系统实时调整机床运动轨迹的技术。
它可以显著提高机床的加工精度和稳定性，广泛应用于航空航天、汽车制造、医疗器械等领域，为实现高精度和高质量的零件加工提供了重要的技术手段。
数控机床误差补偿技术及应用_几何误差补偿技术
( 9)
式 中 , [ Aqk ห้องสมุดไป่ตู้、 [ Aq′ k ]、 [ ASk ]、 [ AS′ k ]分别 为矢 量 {qk }、 {q′k }、 {Sk }、 {S′ k }的转换矩阵。
对于 Bk 体的任意一点 P ,其系统空间变换模型为
∏ ROP
=
0 [ AJ K′] RPk
1
t= u
1
( 10)
式中 RPk = { xPk , ykP , zkP }T
由于机床部件在制造、装配过程中存在误差 ,对于
Bk 体的位置矢量 qk 和位移矢量 Sk 都存在相应的误差 项 q′k 和 S′ k ,如图 3所示。 引入误差项后 , ( 5)式改写为
{Oj Ok } = { { {qk } + {q′ k } } + { {Sk } + {S′k } } } ( 7)
{no } = [SOK ] {nk }
( 3)
0
[ SOK ] = ∏ [SJ K ]
( 4)
t= u
0
式中 ∏ 表示多体系统低序体的连乘 t= u
1. 3 运动方程
如图 2所示 , {qk }、 {Sk }分别为 Bk 体相对于 Bj 体 的位置矢量和位移矢量。 Bj 和 Bk 体坐标系原点的相 对位置可表示为
关键词 数控机床 几何误差 补偿 多体系统
构成机床空间定位误差的重要因素之一—— 几何 误差早已引起人们的关注。 为了适应越来越高的加工 要求 ,制造商在提高机床结构精度的同时 ,利用螺距补 偿技术减小运动轴的运动误差。 该技术针对半闭环系 统中编码器无法反映丝杠螺母传动副误差 ,对机床运 动方向的误差量进行一定的修正补偿。 目前已有相当 一部分机床利用光栅刻线尺作为反馈部件实现全闭环 控制 ,使机床的运动精度进一步提高。但是由于机床运 动误差具有空间性 ,存在六个自由度的误差分量 ,机床 加工范围任意一点的定位误差是各坐标轴多项误差分 量的合成 ,即使是全闭环控制机床 ,由于传感器反馈的 是导轨运动副的相对运动量而非实际切削点的信息 , 很多误差分量仍然无法自动补偿 ,特别是对于运动轴 产生的角度误差 ,存在着比例放大环节 ,对系统的精度 将产生较大影响。
数控机床误差补偿及其应用
Internal Combustion Engine &Parts0引言在如今经济飞速发展的现代化时代，机械制造业的涉及范围愈发广泛，其制造产品也在不断创新提高。
其中，机械制造业最主要的工具就是数控机床，它与传统机床相比能够节省人力资源，长时间减少制造成本，制造产品相对精度更高。
如今的数控机床虽然有诸多优点，但是还有很大的上升空间，将其误差减小就是其最大的改进步骤。
经过长时间的实验研究，研究人员发现数控机床误差补偿技术可以有效提高数控机床的机密程度，从而使得机械制造业利用更少的成本以及时间生产更加精密的仪器或者零件，从而在增强我国国民经济的基础上，促进我国的经济社会快速发展。
由此可见，数控机床的误差补偿技术的重要性，数控机床的误差种类很多，误差补偿技术将会根据误差建模技术进行精准反应机床的误差位置所在并且反应出其误差程度，进而利用误差测量技术进行误差分析，使得数控机床的精密程度有所提高。
1数控机床的重要性众所周知，人们的日常生活离不开制造业，而制造业主要分为三类，其中包括轻纺工业，一般多制造食品、服装、家具以及印刷等等；还包括资源加工工业，一般多为石油化工、医药制造业、塑料以及化学纤维等等；除此之外，制造业还包括机械、电子制造业，一般多制造交通运输工具、电子通讯设备、机床以及机械设备等等。
这三种制造业的比重相差不大，可以看出制造业的重要性以及其分布范围之广。
而机械生产制造可以称之为我国的国民经济命脉，只谈交通运输工具以及电子通讯设备就足以见其地位，而数控机床就是机械制造的主要工具。
由此可见，数控机床是机械制造业的核心也是其发展的重点，数控机床的精密程度直接影响到我国的机械制造水平，而将数控机床的精密程度提高一直是我国社会发展的重点研究项目之一。
数控机床的精密程度代表着我国机械制造业的制造水平，由此可见数控机床的重要性。
2数控机床误差补偿2.1数控机床误差补偿的概念由于数控机床在我国机械制造业中占据着十分重要的地位，而提高数控机床的精密度又是其发展的重点，于是我国的研究人员都在为之努力。
提高数控机床机械加工精度中误差补偿的应用
提高数控机床机械加工精度中误差补偿的应用摘要：数控机床机械加工的谷城当中，难免会出现由于各种原因导致的加工精度出现误差。
随着科学技术手段的飞速发展和科学技术水平的不断提高，关于数控机床机械加工精度的相关技术也在不断的进步当中，本文主要从对数控机床机械加工精度的分析、数控机床机械加工精度中误差防止以及提高数控机床机械加工精度中误差补偿的实际应用三个方面对于提高数控机床机械加工精度中误差补偿的应用展开了详细的分析，以下为详细内容。
关键词：数控机床；机械加工；精度；误差补偿；实际应用引言在目前的加工制造业当中，数控机床得到了越来越广泛的应用，它具有机械加工效率高，加工精度高，加工柔性好等良好特点，如何提高加工精度是一直伴随在数控机床发展过程中的问题，下面主要针对误差补偿在数控机床机械加工中的应用展开分析讨论。
1对数控机床机械加工精度的分析1.1工艺系统的误差。
首先数控机床机械的部件受力点的位置如果发生变化，就可能会产生误差，在机械加工的过程中，根据工艺系统切削位置的变化，受力点也会发生变化，位置不断变换交错，就会不可避免的产生一定误差。
然后数控机床机械加工的受力程度发生变化也会引起误差，零件和部件在加工过程中受力点不断发生变化，因此受力点所受到的切削程度每时每刻都不同，进行加工的零件在形态和材质方面就存在差异，再加之受力点受到的切削程度不同，会造成工艺系统中的误差。
1.2加工原理的误差。
加工误差是数控机床机械加工中最常见的产生误差的原因，在数控机床机械加工的过程中，传动比，技术参数，模具轮廓在实际操作和和理论中存在一定差别，实际加工方法总是会与理论预定的加工方法有一定差距，这就会导致加工原理上出现误差。
在实际机械加工过程中，现实使用的模具和理论计划不同，比如说刀具轮廓，在理论计划的设定中，机械加工对刀具轮廓的使用标准要求较高，刀具的表面曲面应该是高精度的，在实际中用于数控机床机械加工的刀具很难达到这个标准，就会使用类似的比如直线弧线等刀具的曲面。
多轴运动控制器在转台控制系统中的应用
构 由 框 架 结 构 、 力 源 、 承 结 构 、 动 方 式 、 系 结 动 支 驱 轴
构 、 重 方 式 等 组 成 。本 课 题 中 的 转 台 采 用 Ｕ 配 ＯＯ 结 构 ，
用 来 产 生 输 入 信 号 的仿 真 机 之 外 ， 算 机 还 扮 演 了 控 制 计 器 的 角 色 。 根 据 控 制 器 的 不 同 形 式 ， 算 机 控 制 系 统 分 计 为 集 中式 、 布 式 、 散 式 三 种 类 型 ， 中 集 散 式 控 制 器 分 集 其
数控机床误差补偿关键技术及应用
数控机床误差补偿关键技术及应用随着社会经济的发展，数控机床的应用范围也日渐增大。
现如今，数控技术已经渗透到我们日常生活的多个领域，数控机床各项技术不断提升的同时也为工业的发展和进步带来了积极作用。
因此，为了促进数控技术及数控机床的进一步发展与应用，本文主要通过对误差补偿这一关键技术进行论述，同时也就误差分析、实际应用等方面做了一些简要介绍，希望能够引起一定的重视。
标签：数控机床；误差补偿；关键技术；应用自上世纪六十年代第一台数控机床诞生以来，随着技术的成熟与应用范围的扩大，它为社会经济的发展与人民生活水平的提高做出了重大贡献。
现如今，数控机床的加工精度已成为衡量一个国家工业发展水平的重要参数。
数控技术是一项集多种现代化信息技术为一体的制造技术，其中包括计算机技术、微电子处理技术及信息处理技术等，具有高精度、高效率等特点。
然而，我国的数控机床在实际加工过程当中仍因各种原因不可避免地出现了一些误差，因而使得机床的加工精度受到了一定的影响。
针对这一问题，就需要在实际的应用过程中采取关键的技术对误差进行补偿以减少数控机床的加工误差。
1 误差补偿的定义及误差分析学习自然科学的人都知道误差是普遍存在的，具有不可消除性，但可以通过相关方法有效减小误差。
总体而言，提高机床精度的基本方法有两种，分别是误差防止法和误差补偿法，前者通过设计和制造途径消除或减少可能的误差源，而误差补偿则是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以提高机床的精度，即通过分析、统计、归纳及掌握原始误差的特点和规律，建立误差数学模型，尽可能人为地造出一种新的误差去抵消或大大减弱当前成为问题的原始误差，最终的理想结果是使人为误差与原始误差大小相等、方向相反，从而达到提高零件尺寸精度的目的。
显然，较前者而言，误差补偿技术是一项更具有经济价值并能有效减少加工误差的方法。
要对数控机床进行误差分析，首先要了解机床误差以及分析误差产生的原因。
数控机床误差补偿关键技术及其应用
数控机床误差补偿关键技术及其应用一、本文概述随着现代制造技术的飞速发展，数控机床作为精密制造的核心设备，其加工精度和效率直接决定了产品质量和生产效益。
然而，在实际应用过程中，数控机床不可避免地会受到各种误差的影响，如几何误差、热误差、力误差等，这些误差的存在严重影响了机床的加工精度和稳定性。
因此，对数控机床误差补偿关键技术的研究与应用，已成为当前制造业领域的研究热点和难点。
本文旨在深入探讨数控机床误差补偿关键技术及其应用。
对数控机床误差的来源和分类进行详细分析，明确误差补偿的重要性和必要性。
重点介绍了几种常用的误差补偿方法，包括基于误差模型的补偿、基于在线测量的补偿以及基于的补偿等，并对各种方法的优缺点进行了比较和评价。
结合具体的应用案例，详细阐述了误差补偿技术在提高数控机床加工精度和效率方面的实际效果，为实际生产和科研工作提供了有益的参考和借鉴。
本文的研究不仅有助于深化对数控机床误差补偿技术的理解，也为推动制造业的转型升级和提高产品质量提供了有力的技术支持。
二、数控机床误差来源与分类数控机床作为现代制造业的核心设备，其加工精度直接决定了产品的质量和性能。
然而，在实际运行过程中，数控机床会受到多种因素的影响，导致误差的产生。
这些误差不仅会影响机床的加工精度，还会缩短机床的使用寿命。
因此，对数控机床的误差来源进行深入分析，并采取有效的补偿措施，对于提高机床的加工精度和稳定性具有重要意义。
几何误差：这是指由于机床结构本身的设计、制造和装配不当所导致的误差。
例如，机床床身、导轨、主轴等部件的几何形状误差、位置误差以及运动误差等。
热误差：数控机床在工作过程中，由于内部热源和外部热环境的影响，会产生温度变化，从而导致机床结构发生热变形，产生误差。
热误差是数控机床误差中的重要组成部分，对加工精度的影响较大。
动态误差：这是指机床在运动过程中，由于惯性力、切削力等动态因素导致的误差。
例如，机床在高速运动时，由于惯性力的作用，会使机床结构发生弹性变形，从而影响加工精度。
可编程控制器在数控机床中的应用
摘要数控机床是指可以通过计算机编程，进行自动控制的机床。
将程式指令输入数控系统之内存后，经由电脑编译计算，透过位移控制系统，将资讯传至驱动器以驱动马达之过程，来切削加工所设计之零件。
电脑与数控机床之间利用并列讯号线接续，再利用数控机床的软件来控制加工。
数控机床软件则用来产生G-Code(机能指令)，将路径码送至数控机床控制器,，然后数控机床控制器送出命令来驱动主轴马达及滑台马达开始加工。
所谓机能指令是由位址码及两个数字所组成，具有某种意义的动作或功能，可分为七大类，即G机能（准备机能），M机能（辅助机能），T机能（刀具机能），S机能（主轴转速机能），F机能（进给率机能），N机能（单节编号机能）H/D 机能（刀具补正机能）。
程式参考点：程式参考点或称程式原点，它是工作上所有转折点座标值之基准点，此点必须在编写程式时加以选定，所以程式设计者选定时须选择一个方便的点，以利程式之写作。
关键词：可编程控制器数控机床 PAC 可编程控制器的应用ABSTRACTCNC machine tools is one that can be programmed by computer to carry out automatic control of machine tools. Will enter the NC command program memory system, the calculation by the computer compiler, through the displacement control system, the information transmitted to the drive motor to drive the process to the design of machining parts.Computer numerical control machine tool with parallel signal lines between the use of follow-up, re-use CNC machine tools to control the processing software. NC machine tool software is used to generate G-Code to the path code to the CNC machine tool controller, and then. The so-called functional command and by the address code consisting of two figures with a sense of movement or function, can be divided into seven major categories, namely, the function G, M T t, S, F, N H / D Program reference point: the reference point for the program or the program Origin, which is a turning point in the work of all the coordinates of reference point values, this point must be selected when programming, so the program designers to be selected to choose a convenient point to Lee's writing program.Keywords: Programmable Logic Controller CNC machine tools PAC Application of Programmable Logic Controller目录摘要........................................................................ 错误！未定义书签。
多轴联动数控加工中的轴间误差补偿研究
多轴联动数控加工中的轴间误差补偿研究多轴联动数控加工（Multi-axis linkage CNC machining）是一种先进的数控加工技术，通过多个坐标轴的协同作用，可以实现更加复杂、精确的加工工艺。
然而，在实际应用中，由于各个坐标轴之间的误差累积，可能会导致加工精度的下降。
因此，轴间误差补偿成为了多轴联动数控加工研究的热点之一。
1. 引言多轴联动数控加工技术的发展使得复杂零件的加工变得更加容易，但随之而来的是轴间误差带来的加工精度下降问题。
由于机械系统本身存在的一些不可避免的误差，例如导轨精度、传动装置过程中的摩擦等，导致了多轴联动过程中每个轴的实际位置与期望位置之间存在一定的偏差。
这些偏差累积到最终的加工结果中，会导致工件的尺寸、形状和表面质量等方面的变化。
2. 轴间误差的原因轴间误差主要来自于两个方面：一是机械装置方面的误差，包括导轨的精度、传动装置的精度和刚度等；二是机床控制系统方面的误差，包括伺服系统的响应特性、控制算法的精度等。
这些误差在实际应用中难以避免，需要研究如何对其进行有效的补偿。
3. 轴间误差补偿方法为了降低轴间误差带来的影响，研究者们提出了各种各样的轴间误差补偿方法。
其中较为常用的方法有以下几种：（1）机床刚度的优化：提高机床各个部件的刚度，例如导轨、主轴等，减小机械系统的变形，从而降低轴间误差。
（2）误差建模与补偿：通过建立机床系统的误差模型，推导出相应的误差补偿算法。
这种方法需要对机床的各个误差进行建模和分析，从而实现对其进行补偿。
（3）自适应控制方法：利用专门设计的控制算法，实时监测各个轴的位置偏差，并根据实际偏差情况对其进行补偿。
这种方法对于复杂零件的加工具有较好的效果。
4. 研究进展与应用近年来，随着数控技术的不断发展，轴间误差补偿研究也得到了广泛的关注。
许多学者和企业纷纷投入到该领域的研究中，提出了许多创新的方法和技术。
这些方法的应用范围涵盖了航空航天、汽车制造、机械加工等领域。
一种新的高效数控多轴机床误差补偿系统
一种新的高效数控多轴机床误差补偿系统文摘：提高数控技术的准确性是对现代数控机器的要求，基于伽辽金误差预测方法是由一个递归软件补偿程序和一个加工代码转换软件通过差值算法得到一个有效的静态/准静态误差补偿系统。
通过自动分析加工路径,新的错误预测方法考虑了非刚性的机械结构,并能有效地确定刀具的位置误差补偿没有在线计算复杂的误差模型。
基于递归预测错误然后补偿补偿算法。
最后,补偿数控程序将自动生成的NC精密机械加工过程的转换软件。
因为有利于得到理论的错误预测方法可以灵活而不规则地分布节点点准确的误差预测复杂的遥相关误差分布特征与机器的整个工作区。
为了验证算法和开发系统,进行了切削实验的研究,结果表明提出的误差补偿系统是成功的。
关键字：自由法 CNC数控机器元素精度误差补偿误差模型错误预测1.介绍一般来说,70 - 80%的数控多轴机在加工过程中发生的全部错误是由静态/准静态错误引起的。
为了提高现代工业多轴机床的精度,许多研究工作一直致力于开发分析的方法、测量、预测和补偿的静态/准静态错误。
这些方法的共同目标是定义错误的名义工具和工件之间的关系,并提供一个可行的方式来消除错误。
Anjanappa 等人开发了切削力相关误差补偿的方法基于这样一个假设:机器和工件都是刚体。
在这项研究中,首先加工程序截获并改变促进补偿。
其次,磁轴承轴的倾斜和翻译是利用进行实时校正。
Kiridena和费雷拉发表了一系列论文,包括一个错误模型,模型参数的测量和补偿方案,准静态三轴加工中心的错误。
一个函数的每个链接的错误元件(轴)是他们基于刚体运动学开发出的一种静态误差模型。
因为，由于负载使机器的变形不加以考虑,作者也认为每个链接的错误构件是一个函数变量只有自己的链接。
随后使用多项式来表达错误构件。
之后在误差模型中评估参数对三轴机静态错误进行了预测。
最后,基于误差模型,补偿实现。
泰勒级数扩张的顺序的选择可以决定补偿精度。
考虑坐标测量机的精度(机),Weekers确定静态错误的三个主要来源:(1)由于组件有限精度的几何错误,如导轨和测量系统,(2)由于构件的有限刚度使得移动部件造成主要的错误,(3)热错误,如扩张和弯曲的导轨由于均匀温度梯度。
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维普资讯 《 装备制造源自术）０７ ２０ 年第 １ 期 ０维普资讯
《 装备制造技术｝０ ７ ２０ 年第 ｌ 期 Ｏ
可 编 程 多 轴 控 制 器 在 转 台 误 差 补 偿 中的 应 用
路 燕 ， 锐 樊
（ 北京航空航天大学 机械工程及 自动化学院 ， 北京 １０ ８ ） ００ ３
摘要 ： 研究 了可编程多轴控制￣（ ＭＡ ） 转台误差补偿 中的作 用， Ｐ Ｃ在 介绍 了 Ｐ Ｃ在运动控制 中的优点， ＭＡ 就转台误差 来源进行 分析 ； 设计 上住机误差补偿模块 。 明如何利用 Ｐ ＡＣ动 态链接库技术 实现上住机与下住机 的通讯。 并说 Ｍ 实践证明 ， 应用 Ｐ ＡＣ作 为下住机使转 台控 Ｍ
响 因素。
２１ 指 向误 差 ．
１ ＭＡ Ｐ Ｃ简 介
美国 Ｄ ｌ ａ ｅ ｍＴ ｕ公司于 １９ ９０年推 出的 Ｐ Ｃ可 编程多轴 ＭＡ 运 动控制器 ， 是一种基于工控 Ｐ Ｃ机和 ＷＩ Ｄ ＷＳ 作系统 的 ＮＯ 操
多轴 、多通道开放 式运 动控制器。该产 品使用高速 Ｄ Ｐ ６ ０ Ｓ５０１
被广泛应用 于各种伺服控制 系统 中。
２ 三 轴转 台误差 来源分 析
三轴转 台误差 主要包括三大项 ： 向误差 、 指 速率稳定 度误 差 和幅相误差嘲 这是 就转 台系统本身而言 ， 。 另外三轴转 台误差 补偿过程还受误差监 测 、 现场标 定 、 环境 温度湿度等很多外界 因素影响。 本文仅分析转台本身的指向误差及现场标定误差影
Ｄ Ｉｈ，＋ ｕ ｄ ｒ ｅｐｉＣ ＋Ｂ ｄ ｅ 等在 Ｗｉｄｗ 平台上制 定用户 专用 界面 ； ｎｏ ｓ
驱动时的力矩不平衡等因素有关。该误差很小可忽略不计； ②
轴系和滚珠 的磨损间隙和跳动的误差 ， 选择合适 的轴 系可使误 差达到很小 的程度 ； 台体安装 中由于检测端 轴和测角端轴双 ③
轴的不 同心度和不平行度引起 的误差。这是 ｕ型框架所特有
的结构造成 的。
收稿 日 ：Ｏ ７ ０ － ０ 期 ２ｏ—８２ 作者简介 ： 燕（９３ ）女 ， 路 １８一 ， 甘肃景泰人 ， 北京航空航天大学机械工程及 自 化学 院硕士研究生 ， 动 研究方 向 ： 机数控 与机电一体化。 计算
制达到 比较高的精度 。 关键词 ： 台； 转 动态链接库 ； ＭＡ 误差补偿 Ｐ Ｃ；
中图分类号 ： Ｐ ０ ＂ Ｔ ２ ２． ２
文献标识 码 ： Ａ
文章编号 ：６ ２ ５ ５ （０ ７１ — ０ ５ ０ １ ７ － ４ Ｘ２ ０ ）０ ０ ６ — ３
三轴转 台是 惯性导航系统和惯性元件研制过程 中必须 的 重要设备 ， 它可 以用来进行惯导系统 和元件 的检定 、 定 以及 标
型； 它有模拟和数字两 种伺服接 口， 能与步进 电机 、 直流伺 服电 机、 交流伺 服电机等多种电机连接 ， 可对 不同的电机提供相 并
装 置的定位精度。指向误差所涉及 的具体误差项分析如下 。 （） １ 内框安装 面与 内框轴线平行度 ： 内框轴线 的延长线 指
与其在 内框安装面内的投影之间 的夹角。 这主要是在安装过程 中由于测量精度和安装工艺等 因素造成的确定性误差 。
Ｐ Ｃ提供 了包含速 度和加速 度前馈 的 Ｐ Ｄ控制和 阶式滤波 ＭＡ Ｉ
器 ，电机 和负载 的双 编码器 ，能 纳入 用户开 发 的伺 服算法 ； Ｐ Ｃ具有很强 的计算 能力 ， ＭＡ 许多数学 、 辑和超越 函数 的计 逻 算都 能通过用户程序 中的变量和常数进行。
建立误差模型。 它的性能指标直接影响到空间飞行器和运载体 的控制和导航 的精度 。因此 ， 研制和使用 高精度高可靠性 的三 轴惯导转台 ， 对于我国航空 、 航天工业的发展有着重要 的意 义。 三轴转台具有三 自由度 ， 提供符合飞行器飞行 的偏 航（ 框 ） 外 、 俯仰 （ 中框 ）滚动（ 、 内框 ） 运动。 以 Ｄ Ｐ为核心 的可编程多轴控 制器 Ｐ ＡＣ因集 成度 高 、 Ｓ Ｍ 接 口简单 、 开放 性好 ， 能实现位置控制 、 多轴耦合控 制等优点 ，
小 圆锥角。造成 回转误差的主要因素 ： 台体框架扭转变形 造 ①
成的误差 ， 这与框架 的扭转刚度和轴承的摩擦系数 以及 双电机
并行方式 和双端 口 Ｒ Ｍ方式与 Ｐ Ａ ｃ机进行双向通讯 ；并且其 绝大部分地址 向用 户开放 ， 电机信息 、 包括 坐标信 息及各种保 护信息。 在软 件方 面 ，Ｍ Ｃ Ｐ Ａ 支持各种高级语 言 ．如使 用 Ｖ ．Ｃ ＢＶ ，
三轴转 台的指向误差指固连在内框架上 的单位 向量 （ 即引
导装置的参考轴 ）在转台转 动后 ， ， 其预期指向与实际指 向之间
的角度偏差 。 向误 差实际上是一种空 间角度误差标志着导引 指
作 为 Ｃ Ｕ， 同时控 制 １ Ｐ 能 —８个轴 ， 既可单 独执行存 储 于控制 器 内部 的程序 ， 也可执行运 动程序和 Ｐ Ｃ程 序 ， 可进行伺服 Ｌ 还 环更新以及串 口、 总线 等多种通讯方式 。它可 以自动对任务优 先级进行判别 ， 从而进 行实时多任务处理［ １ 】 。 在 硬件 方 面 ，Ｍ Ｐ ＡＣ卡支持 多种 工作平 台 ，允许 在 Ｐ 、 Ｃ Ｓ Ｄ、 Ｍ Ｔ Ｖ Ｅ及 Ｐ Ｉ Ｃ 等不 同总线上运行 ，方便了用户选 择主机类
（） ２ 正交度和相交度口： 三轴转 台坐标 系中任意两轴之间 １ 指
的夹角与 ９ 角 的 值。相交度是 三轴转 台任意两轴 回转轴线 Ｏ 差
间距离 的最大值。这也是确定 的安装误差项。
（） ３ 回转精度 ： 指轴 回转时 ， 轴端运动包络线摆动范围的最
应的控制信号 ；ＭＡ Ｐ Ｃ可接受各种检测元件 的反馈信息 ，包括 测速发 电机 、 电编码器、 光 光栅、 旋转变压器 等； 提供串行方 式、