58加工中心热误差补偿技术研究

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加工中心热误差补偿技术研究；作者：；学位授予单位：张良大连理工大学；相似文献(10条)；1.期刊论文喻允风.颜松华.颜柏华.YuYun-；介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的；2.学位论文沈金华数控机床误差补偿关键技术及其应；数控机床误差补偿技术是提高机床精度的一种经济而有；(1)分析了数控机床存在的空间定位误差，利用齐次；(2)研究和分析了激光

加工中心热误差补偿技术研究

作者：

学位授予单位：张良大连理工大学

相似文献(10条)

1.期刊论文 喻允风.颜松华.颜柏华.Yu Yun-feng.Yan Song-hua.Yan Bai-hua 大型数控机床精度检测的探讨 -机械研究与应用2008,21(4)

介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的精度要求及传统检测方法,并介绍先进检测方法和检测仪器、工具,以及大型数控机床检测的特点.

2.学位论文 沈金华 数控机床误差补偿关键技术及其应用 2008

数控机床误差补偿技术是提高机床精度的一种经济而有效的方法和手段。基于高等学校全国优秀博士学位论文专项资金资助项目、云南省省院省校科技合作计划项目、《上海市引进技术的吸收与创新计划》等项目，本文研究了数控机床误差测量、建模和实时补偿等数控机床误差补偿的关键技术及其应用。主要研究内容包括：

(1)分析了数控机床存在的空间定位误差，利用齐次坐标变换方法，通过在床身基座上建立基坐标系(参考坐标系)，在各轴(刚体)上分别建立子坐标系，根据刀具、主轴到机架之间的“刀具-机架”运动链和工件到机架之间的“工件-机架”运动链之间的变换关系，，建立了四种不同类型三轴数控机床的空间定位误差综合模型，为机床误差测量和补偿提供了理论基础。

(2)研究和分析了激光测量仪在直线、平面对角线和空间体对角线进行数控机床误差测量时，激光测量仪所获得的测量值同机床空间定位误差值之间的关系，着重介绍了机床工作空间体对角线测量方法的优点与不足。通过对三个坐标轴方向的误差进行矢量分解，在现有的体对角线方法的基础上，提出了一种改进的分步体对角线测量方法，这种方法通过分步测量机床工作空间的四条体对角线可以快速获得分解后得到的9项位置误差。进一步提出直接利用这9项位置误差进行误差补偿的思想，并通过实验进行了验证。这种方法既节省了测量和辨识的时间，又提高了补偿的效率。

(3)研究和分析了机床空间定位误差同机床温度变化之间的对应关系。通过使用可以快速测量空间定位误差的分步体对角线测量方法，在不同的温度条件下对数控机床进行了误差的测量，得到了机床9项位置误差随温度变化的曲线。提出了对不同温度条件下的空间定位误差进行有效预测的直接插补、曲线拟合和神经网络等方法，并对这些方法进行了对比。对空间定位误差不同温度下的热变化分析和预测，使得空间定位误差的建模和补偿不但考虑了机床的位置变化而且考虑了温度变化，通过补偿实验证明这种方法有助于进一步提高机床补偿的精度。

(4)研究和分析了机床热误差建模方法，提出了一种基于偏最小二乘回归神经网络进行热误差建模的方法，该方法通过引入神经网络的学习原理对传统偏最小二乘回归方法中的线性方法进行了改进，用以解决机床热误差建模中温度变量共线性和热误差非线性的问题。文中论述了这种方法的基本算法并在一台数控机床上通过实验数据对模型的预测和鲁棒性能进行了验证。

(5)研究和分析了机床误差实时补偿实施方法，提出了一种基于数控机床外部坐标系偏移功能，可以对数控机床热误差和定位误差等进行实时补偿的装置。通过硬件和软件的设计，可以根据机床的温度和位置信息进行误差的实时计算和补偿。进一步，提出了一种针对热误差补偿的简化装置。误差补偿装置的研制为误差的实时补偿提供了有效的实施方法。

(6)介绍了在与云南机床厂合作研究项目中对其生产的CY-K360型数控车床进行误差补偿实施以提高产品精度的应用实例。通过对机床定位误差和主轴热误差进行检测，并使用基于外部机床坐标系偏移的误差实时补偿装置对数控机床实施误差补偿后，机床精度得到了明显提高。

3.期刊论文 吴冉.Wu Ran 浅谈数控机床的验收 -机械研究与应用2006,20(3)

数控机床的验收是一项非常复杂的工作,介绍数控机床验收的必要性,对验收过程和应注意的问题进行详细阐述.

4.会议论文 谢春.刘春时.张为民 数控机床温度及热误差测量技术分析研究 2008

本文通过对数控机床温度测试手段、温度测点优化和温度变量提取技术的研究成果进行分析，指出温度测量中存在的问题。文章阐述了数控机床误差测试装置及其技术发展，提出了目前需要解决的问题和可能的研究切入点，对具体机床温度和误差测试方法和结果进行了分析并提出了今后的工作设想。

5.学位论文 张变霞 数控机床精度及误差补偿技术 2008

加工精度是机床最重要的性能指标之一。本课题运用多体系统运动学为核心的误差分析理论体系，对三轴数控机床精度问题进行了系统、全面的分析，并重点在数控机床误差测量、误差分析建模、误差辨识以及软件误差补偿等方面开展深入研究，通过机床误差模型，揭示误差从机床零部件到被加工零件的传递规律，给出了精度预测，并对机床进行了软件误差补偿以提高加工精度。本文主要从以下几个方面的内容进行了研究和探讨：

1.研究了机床的测量方法，比较了数控机床传统的和先进的误差测量工具和测量方法，并对球杆仪、激光干涉仪等先进测量仪器的测量原理和应用方法进行了分析总结。

2.研究了机床的精度分析的基本理论及其评定标准，对多体系统运动学以及基于该理论的机床误差建模、误差辨识及误差补偿的方法作了系统的探讨。数控机床误差参数的正确辨识是数控机床补偿的必要前提条件。

3.详细分析了12线误差分析方法，应用误差辨识软件，解得各测量点的十八个误差参数，再根据实际情况求解三项垂直度误差，最后得到了所有的21项几何误差。

4.建立了三轴数控机床的通用精度分析模型，还以XK713三轴数控机床为例给出了理想运动模型、有误差运动模型和空间误差模型等的分析表达式。基于直接计算法修正理论数控指令的软件误差补偿，从模型的选择，参数的识别，数控指令的转换都实现了人机交互模式，应用起来直观易用，操作方便。

通过此项技术的误差补偿，机床的各项误差都有所降低，达到了提高机床加工精度的目的。但是本课题的成果尚未应用到生产实际中，在今后的研究中，还要进行大量的实验，取得大量的测量数据，为今后该方法的实际应用奠定基础。

6.期刊论文 阳德俊 谈谈数控机床的验收 -科技信息（学术版）2008(8)

本文阐述数控机床验收的重要性,详细介绍验收的方法和应注意的事项.

7.期刊论文 王申银.Wang Shenyin 浅谈数控机床的验收 -设备管理与维修2006(9)

介绍数控机床验收的必要性,对验收过程和应注意的问题进行了详细阐述.

8.学位论文 杨磊 数控机床精度再生关键技术的研究 2007

数控机床精度的高低是衡量机床的一项重要指标，长期保持甚至提高数控机床的运行精度对保证生产质量具有重要的意义。本文是以数控机床精度可再生为研究目标，以误差补偿技术为研究基础，重点研究具有误差补偿功能的数控系统的设计与实现，以及精密机械传动结构这两个有关机床精度可再生问题的关键技术。

首先，本文以多体系统运动学为理论基础，通过对机床抽象、总结和运动模型的分析，建立了考虑几何误差情况下的机床运动模型。并针对本文的实验对象zK7640三坐标铣床给出了具体的建模过程，推导了考虑几何误差情况下实现精密加工条件的约束方程。同时描述了运用9线法对机床误差参数的辨识方法。

其次，本文详细论述了刀具补偿和插补算法在数控机床误差补偿中的作用，在对数控系统的工作原理，组成方案，运作模式进行详细分析的基础之上，着眼于开放式数控系统体系结构，提出了融入几何误差补偿功能的数控系统实现框架。并运用VC++6.0开发出新型精密数控系统加工仿真软件。 再次，本文针对滚珠丝杠预紧装置，提出了一种基于压电陶瓷的新型预紧机构，这种机构对于保持机床传动精度具有重要意义。此外，本文运用双

频激光干涉仪对zK7640铣床进行了误差参数检测，得到了实验数据，并对机床误差源参数进行了误差参数辨识，并给出了仿真软件的操作流程，仿真了机床加工零件的过程。通过对比发现本研究在很大程度上提高了机床的加工精度，同时也验证了本文的研究方法的正确性和有效性。

9.期刊论文 朱慧.周洪茜.尹秀铭.ZHU Hui.ZHOU Hongqian.YIN Xiuming 数控机床交钥匙工程的关键技术 -制造技术与机床2008(8)

"交钥匙工程"涉及到机床配置、刀具配置、工装夹具设计、工艺方案制定、切削参数选择、加工程序编制等诸多技术环节.作者根据多年从事此项工作的经验,在文中阐述了展开此项工作的技术关键.

10.期刊论文 ZHOU Hanhui 您的数控机床“健康”吗?--英国雷尼绍先进机床精度检测技术 -制造技术与机床2001(4)

在您的机床制造精密零件之前，事先知道它能否为您生产出好的零件是极其重要的。这对于减少废品数目和机器停工时间非常有效。已经有许多企业认识到这一点，他们已开始广泛采纳国际标准ISO230、美国ASME B5.54机床标准或中国GB标准来保证数控机床能“健康”地工作，从而提高生产率。1 数控机床常见精度要求及传统检测方法

(1)几何精度包括直线度、垂直度、平面度、俯仰与扭摆和平行度等。传统方法采用大理石或金属平尺、角规、百分表、水平仪、准直仪等工具，由人工操作，手工记录数据与计算，精度低，多用于小型机床。

(2)位置精度数控机床位置精度包括定位精度、重复定位精度和微量位移精度等。传统方法采用金属线纹尺或步距规、电子测微计和准直仪等工具进行测量。当机床规格稍大时，传统方法其相应的标准器件很重，且精度太低，受环境温度的影响大，其检验方法极冗长乏味，检验重复性也很差，难以反映受检机床的真正精度。数据处理必须手工进行，繁琐、易出错。

(3)工作精度美国NAS(国家航宇标准)979在20年前就制订了标准化的“圆形-菱形-方形”试验(现在是CMTBA的标志)。实施时，要准备铸铁或铝合金试件、铣刀及编制数控切削程序。用高精度圆度仪及高精度三坐标测量机检验试件精度。该方法需要仔细定义试件的切削方法和测量切削结果，它可能要花几天时间，而且依赖于计量室的条件。

2 新技术实现了老的想法

对任何工厂来讲，购买数控机床都是一笔相当可观的投资。因此，使数控机床设备在生产中发挥中坚作用，尽快回收成本是至关重要的。

一般来说，在零件加工完毕后发现机床加工质量问题，常常为时已晚。对负责车间效率的人员来说，理想的解决办法是在工件加工前对机床性能进行检验。雷尼绍ML10激光干涉仪和QC10球杆仪为实现该目标提供了强有力的工具。

检定机床性能并非一种新想法，它只是没有实用化。美国NAS(国家航宇标准)979无法评估机床的所有性能。“圆形-菱形-方形”检验的大多数切削运动是在X_Y平面上进行的，因此沿X_Z和Y_Z平面上的精度大部分没有测定。一家航空航天工厂发现，通过“圆形-菱形-方形”检验的机床，用QC10球杆仪检查后发现在X_Z和Y_Z平面上的随动误差竟达800μm。

美国国家标准B5.54中提出了“一日测试”。它实际上是多项测试的简化，是从标准整体中摘出的。该测试适用于有三个直线轴的机床。用球杆仪和激光干涉仪进行这种测试的最主要的部分是：尺寸和精度的检定。经修定的NAS仍然需要进行试切削，以证实机床功能正常，但它不是检定机床能否达到精度指标。“一日测试”包括：直线位移精度；双向重复性；空间位置精度，采用激光对对角线位移精度进行测量；两轴联动轮廓性能。

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下载时间：2011年2月28日

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