浅谈数控机床几何误差的补偿方法

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数控机床误差来源分析与补偿方法

数控机床误差来源分析与补偿方法

数控机床是制造业价值生成的基础,是基础制造能力构成的核心。

数控机床水平的高低一定程度上体现了制造业水平的高低。

高精度插补和动态补偿是高档数控机床需要重点开发的方向。

提高数控机床精度的方法:一是误差预防法,在设计和制造环节消除或减少可能的误差源,提高机床机械精度和动态性能,并采用良好的温度控制、隔振措施、气流扰动以及其他机床内外部环境控制手段降低误差源影响;二是误差补偿法,通过软件技术人为制造误差抵消机床原始误差。

相对而言,机械精度提高到一定程度后提升空间有限且成本高昂,且加工条件不断变化导致机床误差也会不断发生变化,必须辅以误差补偿的方法。

1 误差来源机床部件在加工制造过程中存在精度误差,装配安装过程中又会产生累积误差,使得机床最终实际几何参数和位置相对于理想几何参数和位置发生偏移,这个过程中形成的误差叫几何误差。

机床受内部热源(如切削热、摩擦热等)和外部热源(如环境温度变化、热辐射等)的影响,导致机床与标准稳态相比产生附加热变形,由此改变了各组成部分的相对位置,从而产生附加误差,此部分叫热误差。

由于机械刚性不足,机床在切削力、夹紧力、重力和惯性力等作用下产生附加几何形变,导致机床各组成部分相对位置变化而产生的误差叫力误差。

此外,还有机床震颤引起的振动误差,数控系统性能和插补算法产生的控制误差,编码器、光栅等位置检测系统的测量精度产生的检测误差以及其他外界因素干扰造成的随机误差。

其中,几何误差、热误差及力误差3项误差占据绝大部分加工误差,是影响加工精度的关键因素。

对于高速精密数控机床,由于使用电主轴技术,几何精度和刚性均较高。

加工的零件尺寸通常较小,加工过程中的负载也相对较小。

切削力引起的误差在总加工误差的比例,相对于几何误差和热误差也较小。

因此,本文主要介绍几何误差和热误差的测量和补偿。

2 误差测量与补偿方法误差补偿的类型按照补偿实时性分为非实时误差补偿和实时误差补偿。

非实时误差补偿中,误差的检测和补偿是分离的。

五轴数控机床回转中心的几何误差检测与补偿

五轴数控机床回转中心的几何误差检测与补偿

4 测量原 理
00 6 — .1 .1 00 5
O0 3 一 .0 .o Oo 3
以只考 虑直线轴联动 回转 中心与 c轴 回转 中心在 0m 1 0 30 6o O O 3 0 6。 y方向上误差 为例。如 图 2 所示 , 数控机床 、 、 y C轴 8 结 语 在 X Y平面内 , / 做大圆联动 , 通过千分表的变化来进行误 转摆台式五轴数控机床 中心不重合几何误差 ,需要 差分析。 图 3 如 所示 , y插 补 轨迹 与理 想 轨迹 之 间的误 建立误差综合模型 , 、 进行多次检测与补偿 , 才可达 到理想 差是 由于直线轴联动 回转 中心 D 与 c轴 回转中心 0在 的几何精度 , : 以提高机床加工精度 。
解决方案
工艺 , 工装 , 骥真 , 诠断 , 姬焉 , 维俺 , 改造 墨臣墨圆
数控机床进行实例研究 , 验证此方法有效 。
2 转摆 台式 五轴 数 控机 床 结构 建模 如图 1 所示 为 转摆 台
5 误 差 补 偿 参 数 算
法 描述
以只 考 虑 直 线 轴
式 五轴 数控 机 床结 构 示 联动回转中心 0 与 C 意图。 直线轴 、 、 l Z联动 轴 回转 中心 0在 、 , y
最小 , 成为了提高五轴机床联动精度的必要手段。
3 几 何误 差 检测 方 法设 计
ak cs =・ O o
() 2
6 HE D N A N I NC 3 数 控 系统 结构 参数 修正 IE H I T 50
() 1检测球头检棒长度补偿值 , 半径补偿值 ;
( ) 量 A 轴 回转 中心 与 C轴 回转 中心 在 y方 向上 2测
回 转 中 心 矢 量 位 置 由加 工 中 心 数 控 系 统 按 照 加

《2024年多轴数控机床精度建模与误差补偿方法研究》范文

《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,多轴数控机床作为现代制造技术的重要组成部分,其精度和效率直接影响到产品的质量和生产效率。

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,具有重要的理论价值和实践意义。

本文旨在探讨多轴数控机床的精度建模及误差补偿方法,以期为提高机床的加工精度和稳定性提供理论支持。

二、多轴数控机床精度建模多轴数控机床的精度建模主要包括几何精度建模和运动学精度建模两个方面。

几何精度建模主要关注机床各部件的几何形状、尺寸和相对位置等参数对机床整体精度的影响;运动学精度建模则主要关注机床运动过程中各轴的运动轨迹、速度和加速度等参数对加工精度的影响。

在几何精度建模方面,需要综合考虑机床的机械结构、传动系统、导轨系统等因素,建立准确的数学模型,以便分析各因素对机床精度的影响。

运动学精度建模则需要基于机床的运动学原理,建立各轴的运动方程,分析各轴在运动过程中的动态特性,以及其对加工精度的影响。

三、误差来源及分析多轴数控机床的误差来源主要包括机床本身的制造误差、装配误差、热误差、切削力引起的误差等。

这些误差会导致机床的几何精度和运动学精度下降,从而影响加工质量。

因此,需要对这些误差进行深入分析,找出其主要来源和影响因素。

四、误差补偿方法针对多轴数控机床的误差,可以采取多种补偿方法。

其中,误差预测模型法、神经网络法、模糊控制法等是较为常用的方法。

这些方法可以根据不同的误差来源和影响因素,建立相应的预测模型或补偿算法,对机床的误差进行实时补偿。

具体而言,误差预测模型法可以通过建立机床误差与各影响因素之间的数学模型,预测机床的误差值,并进行实时补偿。

神经网络法则可以利用神经网络的学习和记忆能力,对机床的误差进行学习和预测,并实现自动补偿。

模糊控制法则可以利用模糊控制理论,对机床的误差进行模糊化处理,并实现精确补偿。

五、实验研究为了验证所提出的误差补偿方法的有效性和可行性,需要进行实验研究。

数控机床的误差分析及补偿方法

数控机床的误差分析及补偿方法

数控机床的误差分析及补偿方法数控机床的误差分析及补偿方法数控机床的精度是机床性能的一项重要指标,它是影响工件精度的重要因素。

那误差的差源有哪些呢?补偿的方法是什么?YJBYS店铺为你解答如下!数控机床的精度可分为静态精度和动态精度。

静态精度是在不切削的状态下进行检测,它包括机床的几何精度和定位精度两项内容,反映的是机床的原始精度。

而动态精度是指机床在实际切削加工条件下加工的工件所达到的精度。

机床精度的高低是以误差的大小来衡量的。

数控机床的生产者与使用者对数控机床精度要求的侧重点不同,机床生产者要保证工件的加工精度是很困难的,一般只能保证机床出厂时的原始制造精度。

而机床使用者只对数控机床的加工精度感兴趣,追求的是工件加工后的成形精度。

数控机床误差源分析根据对加工精度的影响情况,可将影响数控机床加工精度的误差源分为以下几类。

1)机床的原始制造精度产生的误差。

2)机床的控制系统性能产生的误差。

3)热变形带来的误差。

4)切削力产生的“让刀”误差。

5)机床的振动误差。

6)检测系统的测量误差。

7)外界干扰引起的随机误差。

8)其他误差。

误差补偿方法提高数控机床精度有两条途径:其一是误差预防;其二是误差补偿。

误差预防也称为精度设计,是试图通过设计和制造途径消除可能的误差源。

单纯采用误差预防的方法来提高机床的加工精度是十分困难的,而必须辅以误差补偿的策略。

误差补偿一般是采用“误差建模-检测-补偿”的方法来抵消既存的误差。

误差补偿的类型按其特征可分为实时与非实时误差补偿、硬件补偿与软件补偿和静态补偿与动态补偿。

1)实时与非实时误差补偿如数控机床的闭环位置反馈控制系统,就采用了实时误差补偿技术。

非实时误差补偿其误差的检测与补偿是分离的。

一般来说,非实时误差补偿只能补偿系统误差部分,实时误差补偿不仅补偿系统误差,而且还能补偿相当大的一部分随机误差。

静态误差都广泛采用非实时误差补偿技术,而热变形误差总是采用实时误差补偿。

浅谈数控机床精度误差的测定与补偿

浅谈数控机床精度误差的测定与补偿

浅谈数控机床精度误差的测定与补偿本文通过对数控机床常用的几种精度误差的测定与补偿方法的分析,阐述了螺距补偿的原理与方法,并以SINUMERIK840D作实例分析利用数控系统的对机床精度误差补偿功能进行调整,从而大大提高数控机床的定位精度。

标签:定位精度补偿误差0 引言目前在装备制造业中,数控机床作为新一代母机已经被广泛应用。

如今零件制造精度逐年提高,机密加工技术发展迅猛,因此对加工设备精度的要求不断提升,高性能的数控机床需求加大。

目前机床所采用的传动方式大多以伺服电机连接丝杠通过丝母进行传动。

由于加工条件限制,所有的丝杠都存在误差,所以当电机按照系统指令转动足够的圈数之后,反映到移动轴上的位置总会出现误差。

丝杠精度越差,行程越长,累计误差也就越大。

通过利用数控系统的补偿功能可以提升机床精度和性能。

有统计资料显示:新出厂的数控机床有65%在装配过程中性能指标未达到理想状态,80%以上的机床存在精度缺失,因此,要定期对数控机床进行精度测量与误差补偿。

特别是各轴的定位精度和重复定位精度,以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度。

1 丝杠螺距补偿原理在机床坐标系中,在测量轴的运动行程内将其分为若干相等的测量段,每个测量单位的测量点可以根据总行程与实际测量情况可以适当增加,通过激光干涉仪进行测量,测量时被测目标须多次从正反两个方向运动到目标零点,测出将每个测量点的位置偏差并计算出平均值,测量系统将该值记录在PC机内,然后将该值填人数控系统的螺距误差补偿表中。

通过数控系统补偿后,被测轴将根据运算后的补偿值到达目标位置,使误差部分抵消,实现螺距误差的补偿。

通常数控机床包含定位精度,反向偏差,垂度偏差,双向螺补几个位置精度的要求。

因此对几项精度的测量与补偿是提高数控机床加工精度的有效手段。

2 定位精度的测定与补偿[1]通常在数控系统的控制下,被测机床的运动部件所能达到的最高位置精度被称为数控机床的定位精度。

它是作为数控机床的一项重要的动态精度,与机床的几何精度共同决定机床切削精度。

数控机床几何误差及其补偿方法

数控机床几何误差及其补偿方法

数控机床几何误差及其补偿方法汇报人:日期:contents •数控机床几何误差概述•数控机床几何误差检测技术•数控机床几何误差建模与辨识•数控机床几何误差补偿技术•数控机床几何误差补偿实例分析•总结与展望目录01数控机床几何误差概述几何误差的定义与来源机床使用过程中磨损、变形等因素。

制造和装配过程中的精度限制。

机床结构设计缺陷。

定义:几何误差是指数控机床在加工过程中,由于机床本身几何元素的形状、位置和运动误差导致加工精度降低的现象。

来源几何误差对机床加工精度的影响影响加工件的尺寸精度和形状精度。

导致表面质量下降,增加粗糙度。

降低机床的整体性能,缩短使用寿命。

几何误差补偿的意义和必要性必要性现代制造业对加工精度的要求越来越高,几何误差补偿是实现高精度加工的关键手段。

几何误差补偿有助于延长机床使用寿命,提高机床的经济效益。

随着数控机床技术的发展,机床结构越来越复杂,几何误差的影响也越来越显著,需要相应的补偿技术来应对。

意义:通过几何误差补偿,可以提高数控机床的加工精度,保证产品质量,提高生产效率,降低生产成本。

02数控机床几何误差检测技术激光干涉检测技术利用激光的干涉现象进行高精度测量,能够准确地检测数控机床的几何误差。

高精度测量非接触式测量实时动态测量激光干涉检测技术采用非接触式测量方式,避免了传统接触式测量中可能引入的附加误差。

该技术具备实时动态测量能力,能够在数控机床运行过程中进行误差检测,提高检测效率。

03激光干涉检测技术0201球杆仪检测技术经济实用相较于其他高精度检测技术,球杆仪检测技术具有较低的成本,适用于大批量数控机床的误差检测。

便于携带球杆仪体积较小,便于携带,可实现在不同机床间的快速检测。

原理简单球杆仪检测技术基于简单的机械原理,通过测量球杆仪在数控机床上的运动轨迹来推断机床的几何误差。

电容传感检测技术非接触式检测与激光干涉检测技术类似,电容传感检测技术也采用非接触式检测方式,确保测量精度不受附加误差影响。

解决数控机床几何误差的方法

解决数控机床几何误差的方法

解决数控机床几何误差的方法摘要数控机床几何误差是数控机床生产中不可避免的问题,也适应性机械精密度和合格率的基本条件,从减少机床误差的实际方法出发,注重运用多样化的方法予以补救,能够减少机械制造因误差而造成的错误。

运用好解决的方法,不仅能够提高机床生产的质量效率,更能够满足生产发展需要。

关键词数控机床;几何误差;解决策略在数控机床生产中,减少误差是其中最为关键的要素,这是因为这些误差的存在,一方面,严重影响了机床生产的质量和效果,产生不合格产品;另一方面,使得生产成本增加,不利于提高产品的生产质量。

解决上述误差的问题,不仅要提高生产技术水品,防止误差可能产生,还要通过运用一定的补偿方法来减少误差的存在,借助一定的几何测试形式来予以运用,可以提高整个机械工业的加工水平,更好满足机械生产的需要。

1数控机床几何误差产生的原因1.1数控机床的系统误差机床的控制系统、切削负荷造成工艺系统变形、检测系统的测试等方面的系统而产生的误差,如:测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差等。

该种误差的主要特点有:1)反复性,这样的误差很有可能再次出现。

2)可补性,这样的误差可通过一定的方式能够进行修补。

3)校正性,这样的误差能够通过运用一定技术方法来予以校正,以提高产品质量。

1.2数控机床的机械误差机械本身制造缺陷、热变形、机床、刀具、工件和夹具变形、机床的振动等方面的原因引起的误差。

这些误差产生的原因多为机械本身而形成的,其主要特点是:1)随机性,这样的误差具有一定的不确定因素,主要是由机械本身而定。

2)精密高,这样的误差除了机械本身之外,还应该受彼此之间的联系影响。

3)难修复,这是因为是机械本身而具有的特点,难以达到一定的要求标准,从产品质量上讲,类似于接近缺陷的产品。

2解决几何误差的策略2.1逐项合成解决法该种方法的运用,主要有如下步骤:1)借助机械测量来测得机床的各项单项原始误差值。

2)运用三角几何关系,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法。

浅谈数控机床几何误差的补偿方法

浅谈数控机床几何误差的补偿方法

浅谈数控机床几何误差的补偿方法【摘要】随着我国经济的快速发展和机床加工技术的迅猛进步,数控机床作为一种加工设备已经应用广泛。

在现有的技术水平上提高机床的加工精度就成了市场竞争的主要方向。

提高数控机床精度的方法一般而言主要有两种:一种是通过提高零件设计制造和零件装配的水平来消除可能产生的误差源,称为误差防止法。

该方法一方面主要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,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,实现机床精度的升级。

本文就对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和总结。

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升级打下基础。

【关键词】数控机床;几何误差;误差补偿关于数控机床几何误差的补偿,不但可以改进单个零件的加工精度,加强零件的质量水平,提升企业的市场竞争能力,甚至可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国的科技创新实力,继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。

有关研究表明:几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%,其中几何误差相对较为稳定,易于进行误差补偿。

1 几何误差产生的原因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要原因。

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。

数控机床三维空间几何误差补偿方法

数控机床三维空间几何误差补偿方法

数控机床三维空间几何误差补偿方法朱建伟;陈蔚芳;郑德星;朱赤洲【摘要】ln order to improve the machining accuracy of CNC machine tools, the CNC system interpolated data based geometric er-ror compensation method is proposed on the basis of systematic analysis of the commonly used CNC machine tool geometric error compensation method. The error compensation function is integrated into the domestic CNC system to improve its overal perform-ance. Experiments and simulation show that the CNC system interpolated data based geometric error compensation scheme can im-prove the machining precision.%为了提高数控机床的加工精度,在系统分析数控机床几何误差常用补偿方法基础上,提出了基于数控系统插补数据的几何误差补偿方法,并将误差补偿功能集成于国产数控系统中,以提高国产数控系统的综合性能。

通过实验与仿真结果表明,数控系统插补数据的几何误差补偿方案能显著提高数控机床的加工精度。

【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】4页(P27-30)【关键词】数控机床;数控系统;误差补偿;机床精度【作者】朱建伟;陈蔚芳;郑德星;朱赤洲【作者单位】南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TH161+.21随着机械制造业的不断发展,精密加工已逐渐成为现代制造业的主要趋势,误差补偿技术也因此获得了迅速发展。

数控机床的误差补偿技术探析

数控机床的误差补偿技术探析

数控机床的误差补偿技术探析误差的存在会严重影响加工精度,所以,现实中必须注意借助相应技术对数控机床的误差进行补偿。

出于有效补偿的考虑,在确定补偿方法之前,必须要明确误差产生的原因,以便采取有针对性的补偿策略。

本文结合数控机床误差产生的原因,提出了几种不同的补偿方法,希望可为相关研究工作提供参考。

關键词:数控机床;误差;原因;补偿技术1 前言数控机床误差的产生原因多种多样,导致的后果是加工精度无法保证。

因此,要想提升加工精度,就必须要首先明确误差出现的原因,并在此基础上确定相应的误差补偿方式。

以产生原因为依据,此类误差主要可分为几何误差、热误差以及切削力误差三大类,但因诱因不同,每一种误差的补偿方式都不一样,现实中应注意区分。

2 数控机床的误差补偿技术2.1 切削力误差的产生原因及补偿方法顾名思义,此种误差的产生原因就在于切削力,具体是指加工刀具以及工件因受到切削力的影响而出现变形,致使切削实现的位置偏离理论位置。

在机床发生变形(其中包括主轴变形以及工作台变形等)的时候,误差便会产生。

在当前的加工作业中,切削方式以及切削对象均发生了一定的变化,加工也受到了来自新材料的挑战,加工效果整体并不能令人满意。

所以,现实中有必要加强对切削力误差的控制,并通过有效的补偿方式来减小误差对加工效果的影响。

对于此种误差,应明确其具有不可消除的特点,因此,只能加以控制而无法避免。

为了减小此种误差对加工精度的影响,现实中可尝试以下补偿方式:首先,借助直接测量明确切削力与误差的对应关系。

在数控机床运转中,如果切削力出现变化,那么,主轴伺服电机也会因为受到影响而出现电流改变的情况,对此进行测量的难度并不大。

因而,现实中可考虑借助上述方式来实现对切削力的预估。

其次,以模糊神经理论为支撑,构建综合模型进行分析,并据此确定可行的补偿方案。

2.2 热误差的产生原因及补偿方法结合当前的研究进展来讲,热的作用对于数控机床误差的影响主要体现在尺寸误差以及重复性等方面,是影响作用最显著的因素之一。

探析数控加工中的误差及补偿方法

探析数控加工中的误差及补偿方法

探析数控加工中的误差及补偿方法摘要:近年来,我国的数控工程建设的发展迅速,数控机床是制造价值创造的基础,是基础制造能力的核心。

数控机床的水平在一定程度上反映了制造水平。

高精度的误差补偿是先进数控机床的主要发展方向。

如何提高数控机床的精度:一是在应用良好的温度和振动控制的同时减小误差,消除或减少设计和制造过程中可能产生误差的原因,提高数控机床的机械精度和动态性能,控制机床内外环境的措施、气流湍流等方法来减少误差原因的影响。

二是通过软件工程和人为制造错误消除数控机床故障的纠错方法。

相对而言,数控机床精度的提高会遇到很多困难,其中包括改进空间的限制、高昂的成本、不断改变的加工条件、机器故障等。

因此要想提高数控机床的精度,需要进一步研究数控机床的误差补偿技术。

关键词:数控加工;误差;补偿方法引言数控机床是在传统机床加工的基础上,引入计算机信息技术,是现代机械生产的必不可少的设备,不仅大大提升了零部件的生产加工性能,而且有效提升零部件的生产效率。

在实际的生产加工过程中,受制于生产性能、工艺、方案等多方面因素,极大程度限制国内数控机床的生产加工优势,在一定程度上也影响了数控机床加工精度,基于此,本文在探究数控机床加工精度主要故障的基础上,分析探究数控机床加工精度故障诊断方法及维修方案,为有效提升数控机床加工效率提供理论依据。

1数控加工技术特点1.1高效率机械加工的流程通常包括精加工、打磨以及抛光等,这些流程使加工制造所需要耗费的时间较长,而长时间的运行也会导致高温的持续产生,对于设备的寿命以及产品的质量都会产生较大的影响。

而数控加工技术的应用能够有效减少生产过程中高温的产生,降低高温对于设备运行效率的影响,从而提高加工的效率。

1.2高智能数控加工的另一大特点就是智能化,这也是得益于时代的不断发展进步,数控加工的智能化水平对于机械加工的影响非常大,在其作业过程中,数控技术智能系统可以根据相关产品的各项变量参数等进行科学合理的优化设置,优化机械加工的流程,对于加工全流程中可能出现的问题进行预判,通过不断的动态调整使得设备始终保持在稳定安全的工作状态。

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。

数控机床几何误差及补偿方法(精)

数控机床几何误差及补偿方法(精)

数控机床几何误差及补偿方法摘要: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Research on Geometric Errors and Its Compensation of CNC Mac hine ToolKE Ming-li, LIANG Yong-hui, LIU Huan-lao(Guangdong Ocean University, Zhanjiang, Guangdong 524088 , China)Abstract: Analyzed the reason why the geometric error occurs to CNC machine tool. The compensating methods of system er ror were induced in this paper. And the applicative occasion for all kinds of errors compensating method was elaborated.A foundation was built up for the CNC machine tool precis ion to further realize soft promotion.Key words: CNC machine tool; Geometric error; Error compensat ion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)。

该方法一方面主要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。

浅谈数控机床几何误差及补偿方法的研究

浅谈数控机床几何误差及补偿方法的研究

浅谈数控机床几何误差及补偿方法的研究【摘要】数控机床几何误差及补偿是一门非常关键的技术,决定着数控机床的精度以及被加工零件的精度。

数控机床的几何误差补偿应用于各种数控机床加工技术中,本文就数控机床几何误差及补偿的分类和方法进行研究探讨。

【关键词】几何误差;误差检测;误差补偿;数控机床数控机床的加工精度决定零件的精度,而数控机床零部件之间的配合影响着加工精度,于是,就出现了数控机床几何误差。

数控机床几何误差一般来自于数控机床制造过程的缺陷、数控机术内部零件与零件之间的公差配合以及加工温度变化带来的机械热变形,机床加工温度带来的机械热变形主要来源于齿轮与齿轮之间的摩擦阻力,加工通电过程中的电线电阻发热,发动机运转产生的热量等,这些都可以通过改善数控机床的内部环境得到解决。

数控机床的几何误差很难通过改善机床的内部环境就能解决,唯有通过参数测量出误差值,然后人为地设置一个反方向的误差,弥补数控机床的机械误差,从而提高数控机床的加工精度.因此,误差补偿技术作为一种提高机床精度的有效和经济的手段得到了广泛的重视。

1误差补偿原理概述数控机床的误差补偿原理,就是人为地设置一个与数控机床几何误差反方向的误差,弥补数控机床的机械误差,从而提高数控机床的加工精度的技术方法。

近年来,机械在各行各业的广泛应用,使得数控机床的加工应用技术得到飞速发展,因此,数控机床的误差补偿技术,得到广泛关注和重视。

数控机床误差动态综合补偿已列入国家科技重大专项“高档数控机床与基础制造装备”。

2几何误差补偿方法随着数控机床的发展,误差补偿技术按照其发展历史,可以划分为三个发展阶段:(1)机械式静态补偿法机械式静态补偿法,又叫硬件误差补偿法。

数控机床在生产应用阶段,对数控机床进行调试,得出误差值,通过对数控机床更换零部件,改善数控机床的内部构造,从而减小数控机床的误差,这种方法不能提高数控机床的柔性误差,收到的效果不明显,不能满足数控机床加工的产生的误差问题。

数控机床几何误差及其补偿方法的研究

数控机床几何误差及其补偿方法的研究

数控机床几何误差及其补偿方法的研究数控机床几何误差及其补偿方法的研究数控机床,作为现代机械制造行业中的重要设备之一,具有高精度、高效率、高稳定性等优点,受到了广泛应用和推广。

但是,由于数控机床的结构和工作原理复杂,加工过程中难免会受到各种影响,给加工精度带来一定的误差。

其中,几何误差是影响加工精度的主要因素之一,因此,对数控机床几何误差的研究和补偿方法的探讨具有重要意义。

一、数控机床几何误差的产生原因数控机床几何误差产生的原因较为复杂。

首先,数控机床自身的误差是重要因素。

例如,零件加工过程中导轨、主轴、滚珠螺杆、直线电机等机床结构件的质量、制造工艺和技术水平等都会影响加工精度。

其次,数控机床中的温度、力学刚度、振动等环境因素也会对加工精度产生一定的影响。

最后,加工时的工艺参数(如切削参数、刀具磨损程度等)也会导致加工精度误差的产生。

二、数控机床几何误差的类型数控机床几何误差可以分为四大类:直线度误差、平行度误差、垂直度误差和回转度误差。

1. 直线度误差直线度误差一般指机床轴线的直线度误差,可以分为直线度误差和角度误差。

直线度误差是指机床运动轴线与理论轴线之间的偏差,可以从相邻两点之间的距离误差来描述。

角度误差是指机床运动部件的旋转轴与垂直轴间的偏差。

2. 平行度误差平行度误差是指机床加工面与母体基准面之间的偏差。

平行度误差会导致工作件加工出现磨损、变形等问题。

3. 垂直度误差垂直度误差是指机床某一轴线与基准面重合程度的误差。

而基准面一般为地面、工作台等。

垂直度误差会影响工件的平行度、垂直度和一般性。

4. 回转度误差回转度误差是指机床转动部件沿轴心的偏差。

此类误差最常见于数控机床中的工作台、转轴等部分,产生的后果往往是工件表面质量劣化、加工精度下降等。

三、数控机床几何误差的补偿方法1. 验证技术准确掌握数控机床的几何误差非常重要。

利用测量技术,对机床进行几何误差检验是有效的方法。

通过测量数据分析,可以了解机床实际加工精度,为随后的误差补偿提供基础数据。

数控机床几何误差及误差补偿主要技术分析

数控机床几何误差及误差补偿主要技术分析

数控机床几何误差及误差补偿主要技术分析摘要:近年来,随着技术的进步,数控机床在机械制造行业等得到了普遍应用,实现了高精度的零件加工,促进了生产的稳步进行。

作为一种自动化程度较高的技术,对于机械制造行业的发展具有重要的意义。

数控机床发展的过程中,几何误差的存在是制约机床发展的重要因素,不利于精密生产的实现。

因此,误差补偿技术的研究具有必要性。

本文从提高数控机床精度的重要性出发,分析了几何误差存在的原因与误差补偿技术,对于生产实践有着重要的意义。

关键词:数控机床;几何误差;误差测量;误差补偿前言数控机床发展中存在着一些几何误差,严重影响了机械制造与生产的质量,因此,需要在数控机床的应用中采用相应的误差补偿技术来应对几何误差,提高数控机床应用的水平。

随着技术的发展,我国数控机床迎来了新的发展时期,各种新技术的应用,使得数控机床的自动化、现代化水平逐步提升,保证了机械制造与加工的效率,促进了机械制造与加工行业的快速发展。

未来,数控机床将迎来新的发展时期,为人们的生产生活带来极大的便利。

1提高数控机床精度的重要性与发达国家相比,我国机械制造业起步较晚,发展还不成熟,虽然经过几十年的发展,取得了一定的发展成果,但是整体发展水平较低,很多机械制造企业都为中小型企业,产能有限,生产规模较小,并且有些企业的生产技术与能力较为落后,远远不能满足行业快速发展的实际需求,这种发展不平衡使得我国机械制造业的整体发展水平较为落后。

另一方面,我国技术水平不足,数控机床技术的核心技术还依旧在很多发达国家手中,这方面的自主产权不足,对于大型机械制造企业而言,数控机床技术甚至需要从国外引进,技术的落后使得我国生产的主动权不足,严重制约了机械制造业的发展。

因此,高精尖数控机床技术的研究是未来我国发展的重点。

2数控机床几何误差概述数控机床应用中常常存在几何误差,主要包括了自身设计误差、运行误差与配合误差等,这些误差严重影响了数控机床的稳定、可靠运行,使得数控机床生产的效率与质量不足,需要在设计中不断加以改进与完善。

数控机床误差补偿技术及应用_几何误差补偿技术

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。

数控机床几何误差及其补偿方法的

数控机床几何误差及其补偿方法的

几何误差的分类与识别
分类
根据误差的性质和来源,几何误差可分为定位误差、直线度误差、角度误差、垂 直度误差等。
识别
通过机床的精度检测、工件的加工精度检测等手段,可以识别并量化几何误差。 同时,借助先进的测量设备和检测技术,如激光干涉仪、球杆仪等,可以实现对 几何误差的高精度检测与识别。
02
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未来发展趋势与挑战
发展趋势
随着制造技术的不断发展,对数控机床的精 度要求越来越高。未来,数控机床几何误差 补偿方法将更加注重实时性、自适应性和智 能化。同时,随着深度学习、大数据等技术 的发展,基于数据驱动的误差建模和补偿方 法将成为重要研究方向。
面临的挑战
在实际应用中,数控机床的误差往往受到多 种因素的影响,如温度、湿度、磨损等。如 何建立更加精确的误差模型,以及如何设计 更加有效的误差测量方法和补偿策略,将是 未来面临的主要挑战。
来源
几何误差主要来源于机床的制造误差、装配误差、磨损误差以及热变形等因素 。
几何误差对机床加工精度的影响
影响加工精度
几何误差会导致刀具与工件之 间的相对位置发生偏差,直接
影响工件的加工精度。
影响表面质量
几何误差可能引起刀具在加工过程 中的振动,从而影响工件的表面质 量。
影响生产效率
为了弥补几何误差带来的加工精度 损失,可能需要增加加工时间、调 整切削参数等,从而降低生产效率 。
实施效果
基于混合补偿法的机床精度提升 方案实施后,机床的加工精度得 到显著提高,满足了高精度零件 的加工需求。
案例三:先进补偿策略在高精度机床中的应用
问题描述
高精度机床对加工精度要求极高,传统的几何误差补偿方法难以满足其要求。

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

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

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。

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浅谈数控机床几何误差的补偿方法【摘要】随着我国经济的快速发展和机床加工技术的迅猛进步,数控机床作为一种加工设备已经应用广泛。

在现有的技术水平上提高机床的加工精度就成了市场竞争的主要方向。

提高数控机床精度的方法一般而言主要有两种:一种是通过提高零件设计制造和零件装配的水平来消除可能产生的误差源,称为误差防止法。

该方法一方面主要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,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,实现机床精度的升级。

本文就对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和总结。

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升级打下基础。

【关键词】数控机床;几何误差;误差补偿
关于数控机床几何误差的补偿,不但可以改进单个零件的加工精度,加强零件的质量水平,提升企业的市场竞争能力,甚至可以提高整个机械工业的加工水平,对促进科学技术进步,提高我国的科技创新实力,继而极大增强我国的综合国力都具有重大意义。

有关研究表明:几何误差和由温度引起的误差约占机床总体误差的70%,其中几何误差相对较为稳定,易于进行误差补偿。

1 几何误差产生的原因
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要原因。

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。

1.6 检测系统的测试误差
包括以下几个方面:
1.6.1 由于测量传感器的制造误差及其在机床上的安装误差
引起的测量传感器反馈系统本身的误差:
1.6.2 由于机床零件和机构误差以及在使用中的变形导致测
量传感器出现的误差。

1.7 外界干扰误差
由于环境和运行工况的变化所引起的随机误差。

1.8 其它误差(如编程和操作错误带来的误差)
上面的误差可按照误差的特点和性质,归为两大类:即系统误差和随机误差。

数控机床的系统误差是机床本身固有的误差,具有可重复性。

数控机床的几何误差是其主要组成部分,也具有可重复性。

利用该特性,可对其进行“离线测量”,可采用“离线检测——开环补偿”的技术来加以修正和补偿,使其减小,达到机床精度强化的目的。

随机误差具有随机性,必须采用“在线检测——闭环补偿”的方法来消除随机误差对机床加工精度的影响,该方法对测量仪器、测量环境要求严格,难于推广。

2 几何误差补偿方法
针对误差的不同类型,实施误差补偿可分为两大类。

随机误差补偿要求“在线测量”,把误差检测装置直接安装在机床上,在机床工作的同时,实时地测出相应位置的误差值,用此误差值实时的对加工指令进行修正。

随机误差补偿对机床的误差性质没有要求,能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。

但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的设备,成本太高,经济效益不好,进行了温度的在线测量和补偿,未能达到实际应用。

系统误差补偿是用相应的仪器预先对机床进行检测,即通过“离线测量”得到机床工作空间指令位置的误差值,把它们作为机床坐标的函数。

机床
工作时,根据加工点的坐标,调出相应的误差值以进行修正。

要求机床的稳定性要好,保证机床误差的确定性,以便于修正,经补偿后的机床精度取决于机床的重复性和环境条件变化。

数控机床在正常情况下,重复精度远高于其空间综合误差,故系统误差的补偿可有效的提高机床的精度,甚至可以提高机床的精度等级。

迄今为止,国内外对系统误差的补偿方法有很多,可分为以下几种方法:
2.1 单项误差合成补偿法
这种补偿方法是以误差合成公式为理论依据,首先通过直接测量法测得机床的各项单项原始误差值,由误差合成公式计算补偿点的误差分量,从而实现对机床的误差补偿。

对三坐标测量机进行位置误差测量的当属“利特”,他运用三角几何关系,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法,没有考虑转角的影响。

较早进行误差补偿的应是霍肯教授,针对三坐标测量机,在16小时内,测量了工作空间内大量的点的误差,在此过程中考虑了温度的影响,并用最小二乘法对误差模型参数进行了辨识。

由于机床运动的位置信号直接从激光干涉仪获得,考虑了角度和直线度误差的影响,获得比较满意的结果。

1985年又有人对三坐标测量机进行了误差补偿。

测量了工作台平面度误差,除在工作台边缘数值稍大,其它不超过1μm,验证了刚体假设的可靠性。

使用激光干涉仪和水平仪测量得的21
项误差,通过线性坐标变换进行误差合成,并实施了误差补偿。

x-y 平面上测量试验表明,补偿前,在所有测量点中误差值大于20μm 的点占20%,在补偿后,不超过20%的点的误差大于2μm,证明
精度提高了近10倍,数控机床误差补偿的研究取得了一定的成果。

在1977年,研究人员运用矢量图的方法,分析了机床各部件误差及其对几何精度的影响,奠定了机床几何误差进一步研究的基础,得出了机床几何误差的通用模型,对单项误差合成补偿法作出了贡献。

证明几何误差补偿可以使机床精度得以提升。

2.2 误差直接补偿法
这种方法要求精确地测出机床空间矢量误差,补偿精度要求越高,测量精度和测量的点数就要求越多,但要详尽地知道测量空间任意点的误差是不可能的,利用插值的方法求得补偿点的误差分量,进行误差修正,该种方法要求建立和补偿时一致的绝对测量坐标系。

1981年,研究人员在不同的载荷和温度条件下,对机床工作空间点的误差进行了测量,构成误差矢量矩阵,获得机床误差信息。

将该误差矩阵存入计算机进行误差补偿。

通过测量机床工作空间内,标准参考件上多个点的相对误差,以第一个为基准点,然后换算成绝对坐标误差,通过插值的方法进行误差补偿,结果表明精度提高了2-4倍。

这种方法的不足之处是测量工作量大,存储数据多。

目前,还没有完全合适的仪器,也限制了该方法的进一步运用和发展。

2.3 相对误差分解、合成补偿法
大多数误差测量方法只是得到了相对的综合误差,据此可以从中分解得到机床的单项误差。

进一步利用误差合成的办法,对机床
误差补偿是可行的。

目前,国内外对这方面的研究也取得一定进展。

研究人员做了这样的尝试,运用球杆仪对三轴数控机床不同温度下的几何误差进行了测量,建立了快速的温度预报和误差补偿模型,进行了误差补偿。

运用激光球杆仪,在30分钟内获得了机床的误差信息,建立了误差模型,在9个月的时间间隔内,对误差补偿结果进行了5次评价,结果表明,通过软件误差补偿的方法可以提高机床的精度,并可保持精度在较长时间内不变。

误差合成法,要求测出机床各轴的各项原始误差,比较成熟的测量方法是激光干涉仪,测量精度高。

用双频激光干涉仪进行误差测量,需时间长,对操作人员调试水平要求高。

更主要的是对误差测量环境要求高,常用于三坐标测量机的检测,不适宜生产现场操作。

相对误差分解、合成补偿法,测量方法相对简单,一次测量可获得整个圆周的数据信息,同时可以满足机床精度的检测和机床评价。

目前也有不少的误差分解的方法,由于机床情况各异,难以找到合适的通用数学模型进行误差分解,并且对测量结果影响相同的原始误差项不能进行分解,也难以推广应用。

误差的直接补偿法,一般以标准件为对照获得空间矢量误差,进行直接补偿,少了中间环节,更接近机床的实用情况。

但获得大量的信息量需要不同的标准件,难以实现,这样补偿精度就受到限制。

目前,许多研究机构与高校近几十年也进行了机床误差补偿方面的研究。

1986北京机床研究所开展了机床热误差的补偿研究和坐标测量机的补偿研究。

1997年天津大学的李书和等进行了机床误差
补偿的建模和热误差补偿的研究。

1998年天津大学的刘又午等采用多体系统建立了机床的误差模型,给出了几何误差的22线、14线、9线激光干涉仪测量方法,1999年他们还对数控机床的误差补偿进行了全面的研究,取得了可喜的成果。

1998年上海交通大学的杨建国进行了车床热误差补偿的研究。

1996到2000年在国家自然科学基金和国家863计划项目的支持下,华中科技大学开展了对数控机床几何误差补偿以及基于切削力在线辩识的智能自适应控制的研究,取得了一些成果。

3 结束语:
综上所述:进行数控机床的误差补偿,误差测量是关键,误差模型是基础。

通过误差的补偿,可以有效的提高机床的精度,为提升我国制造业水平作贡献。

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