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为了使得机床误差建模与补偿过程紧密联系,同时避免雅可比矩阵繁琐的计算,提出一种基于微分变化构造法的机床几何误差补偿方法。根据坐标系微分变化矩阵建立机床几何误差模型。基于机床正向运动链顺序建立各个运动轴微分变化矩阵,结合各个运动轴几何误差对应的微分运动矢量计算得到运动轴几何误差对刀具精度影响,相加得到刀具坐标下的综合微分变化矩阵,通过机床正向运动学模型将刀具综合误差转换到工作台坐标系下得到机床刀具位置误差。采用微分变化构造法提取各个运动轴微分变化矩阵相应子矩阵构造得到机床雅可比矩阵,计算刀具坐标系综合误差对应运动轴补偿量得到机床补偿加工代码,微分变化构造法无需额外计算,且重新使用建模过程建立的矩阵。在北京精雕Carver800T加工中心进行实验,补偿后工件总误差降低了30%左右,验证了基于微分变化构造法的几何误差补偿方法的有效性。 相似文献
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为了快速精确地建立机床几何误差项数学模型,提出了一种基于切比雪夫多项式的参数化建模方法。首先针对测量得到的机床基本几何项数据,将机床相应运动轴进给量转化为切比雪夫变量。其次将切比雪夫变量代入不同阶次的切比雪夫多项式得到相应的值。然后根据切比雪夫基函数值和切比雪夫变量用多元线性回归方法获得相应的系数,得到关于切比雪夫基函数的数学模型。最后将运动轴进给量与切比雪夫变量之间的转化关系代入得到基本几何误差项的数学模型。建模过程简单且易程序化,切比雪夫多项式的高逼近精度使得建立的模型精度高。将所有几何误差项参数化模型代入机床几何误差模型综合数学模型,从而可得到机床工作空间几何误差场分布。以MV-5A三轴立式加工中心为例,将各个几何误差项参数化模型代入机床几何误差模型中得到该机床综合几何误差数学模型,进而得到该机床工作空间几何误差场分布,为机床设计和误差补偿提供了理论依据。 相似文献
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为了正确识别和判定机床关键几何误差元素对机床精度设计的影响,提出一种基于指数积（Product of exponential, POE）旋量理论和拓展傅里叶幅度检验 (Extended Fourier amplitude sensitivity test, EFAST)的机床关键几何误差元素识别方法。首先,基于POE旋量理论建立机床几何误差模型,得到机床几何误差元素与机床空间误差之间的关联函数;其次,采用EFAST全局敏感性分析方法分析和量化误差敏感性,识别关键几何误差元素和强耦合几何误差元素;最后,在具有开放式数控系统Carver800T型三轴立式加工中心上进行基于全局敏感性分析的误差补偿试验,在制定补偿策略时,利用建立的方差和敏感度系数之间的定量关系来补偿机床几何误差的随机特性。结果表明,误差补偿后机床精度得到明显提高,沿X轴、Y轴和Z轴方向的平均补偿率分别达到60%、66%和74%,验证了本文方法的可行性、准确性和有效性。 相似文献
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针对发动机凸轮轴数控磨削时产生连续变化的弹性变形问题,分析了凸轮轴受到磨削力变形对凸轮轮廓精度的影响,对轴向和径向变形进行了解耦,推导了不同位置、不同相位下凸轮受力变形量求解方程.分析了数控凸轮轴磨床的插补原理,建立了含有变形量误差的、工件旋转轴和砂轮进给轴联动的磨削运动学方程,提出了X轴变形量与理论插补值进行几何叠加的指令修正误差补偿方法.对某发动机进排气凸轮轴磨削变形进行了建模与仿真,对数控凸轮轴磨床进行了补偿与加工试验,仿真与加工试验结果均表明磨削变形补偿可以将凸轮轴的轮廓精度提高5 μm. 相似文献
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当前,数控技术的广泛应用给机械制造业的生产方式、产品结构、产业结构带来了深刻的变化。虚拟仿真加工技术是数控加工技术当中一个极为重要的方面。VERICUT软件可以仿真模拟各种系统数控车床、数控铣床、数控加工中心、四轴数控机床、五轴数控机床等多轴加工设备的数控仿真加工过程[1]。该文以虚拟XK714铣床几何模型的构建为例来介绍基于VERICUT数控加工仿真技术。 相似文献
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为进一步提高自动采棉机各部件加工与装配精度,实现采棉机作业效率与作业寿命的提升,以自动采棉机的组成结构及作业原理为基础,针对表面几何特性与数控加工技术进行分析。依据自动采摘机实际作业过程中出现的摘锭磨损等故障,给出自动采棉机零部件的数控加工工序模型,运用UG软件三维建模同时进行层次化的加工工艺流程设计及走刀算法优化。以自动采棉机核心部件数控加工系统结构为基准,给定准确的数控代码与加工控制信息,经余量优化误差补偿完成一次加工设计,在特定的虚拟加工环境下进行数控加工仿真试验,结果表明:融入了多规则加工技术核心算法,该型采棉机核心部件的加工误差整体得到降低,且平均提升效果达81.76%,其中锥面长度的加工误差提升效果最好,可达84.42%。该试验分析可为自动采棉机的整机发展提供一定优化思路,具有很好的推广意义。 相似文献
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《中国农机化学报》2016,(12)
高速铣削复杂轮廓常采用微小线段逼近轮廓曲线的加工方式来保障工件加工精度。由于数控机床各运动轴动态性能的制约,在实际切削时不稳定的进给速度导致产生轮廓误差。本文提出一种基于动态性能约束的数控机床工作精度检验的轮廓误差模型,以G代码转换成轴运动位移指令作为输入,采用段内S型加减速时间反算法,将计算出的最大速度作为各段运动速度,对段间加减速衔接处理,得到各运动轴速度指令,利用伺服系统传递函数模型求解出各运动轴的位移量,通过空间几何变换到刀具运动轨迹,重新拟合轮廓曲线得到轮廓误差。针对不同动态参数变化,仿真出轮廓误差与动态指标之间关系,实现对数控机床高速加工时动态指标引起的轮廓误差的考察。 相似文献
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数控滚齿机作为工业加工领域中重要的齿轮加工机床,其加工精度对产品的质量具有较大的影响.受到加工条件与环境的影响,滚齿机的小模数齿轮在传动过程中会产生一定的误差,降低了数控机床的加工精度.为此,提出了以数控机床小模数齿轮传动误差补偿方法改善这一问题.首先,根据滚齿机滚刀轴与工件轴的运动关系,建立滚齿机传动误差模型;然后,... 相似文献
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文章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。 相似文献
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针对数控机床热误差建模具有小样本、数据离散的特点,提出一种综合灰色预测和最小二乘支持向量机的热误差在线组合建模方法。根据机床温度和热误差的实验数据,分别建立热误差的灰色模型和最小二乘支持向量机模型,并通过加权系数将两者进行组合。以提高热误差的实测值和组合模型预测值之间的灰色综合关联度为目标,对模型的加权系数进行优化。在一台高架桥式龙门加工中心上进行建模实验,结果表明数控机床热误差最优权系数组合建模方法精度高、泛化能力强,优于灰色预测、最小二乘支持向量机和多元线性回归3种建模方法。利用该方法构建的预测模型进行机床热误差在线补偿,可有效减小热误差对机床加工精度的影响。 相似文献
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随着现代农业自动化水平的不断提高,更多具有自主作业能力的自动化农业机械被运用到了农业生产过程中,但农机需要精度较高的零部件与之匹配才能实现精准化作业。为了提高拖拉机零件的数控加工效率和精度,将UG软件引入到了零部件的数控加工工艺设计过程中,根据零部件的模型进行了工艺分析和参数确定,在确定好刀具和坐标系、加工工序及刀具走刀路径后,采用UG自动编程技术生成了加工代码,从而有效地提高了数控加工的效率和质量。为了验证方案的可行性,以拖拉机轴类的数控加工为例,对方案进行了可行性验证。验证结果表明:采用UG软件可以自动生成刀具的加工轨迹,并实现加工过程的仿真模拟,最后形成加工代码,证明在拖拉机零部件的数控加工过程中使用UG自动编程是可行的。 相似文献
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拖拉机回转体曲面零件属于复杂的加工零件,在数控加工过程中由于编程的不同会导致加工工序和工艺等存在较大的差异,合理的刀位轨迹编程可以有效地提高数控机床的加工效率和加工精度。为此,将曲线拟合算法引入到了刀位轨迹优化过程中,并根据刀具加工步长和加工误差对刀位轨迹进行了密化插值优化,得到了加工精度较高的刀位算法。为了验证方案的可行性,对拖拉机犁耕装置的附加叶轮进行了结构分析,并成功提取了关键的曲面曲线型值点;然后,利用曲线拟合的方法得到了加工路线形状,对刀位轨迹坐标进行了提取,通过密化插值最后实现了刀位轨迹的优化。同时,利用UG软件生成了刀位轨迹,从而验证了刀位轨迹优化方案是可行的。 相似文献
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自由曲面五轴加工时,两个旋转坐标参与线性插补会引起刀具与曲面的实际切触点(刀触点)偏离预设的刀触点线性轨迹,形成刀触点路径的非线性误差。为有效降低该误差,提出一种基于理想刀触点路径的非线性误差补偿与修复方法。通过分析刀具姿态变化引起刀触点路径非线性误差的产生机制,分别建立机床运动学变换模型和刀触点路径的非线性误差模型,根据当前插补刀心点求出与之相应的插补刀触点,再求出插补刀触点与刀触点路径间的空间距离和垂足位置坐标,进而分别确定非线性误差的补偿距离和方向,对插补刀心点的位置进行实时修复后,再完成对5个进给轴的伺服控制。仿真结果表明,该方法能有效降低刀触点路径的非线性误差,对提高五轴线性插补时刀触点轨迹的控制精度具有实用价值。 相似文献
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数控机床在机械制造业中的大量使用,使产品质量和加工效率显著提高。一个产品,可用多种数控设备加工都能保证质量的情况下,加工效率的高低、设备投资及运行的日常费用就成为选择何种数控设备的关键因素。本文分析了用全功能数控车床及立式加工中心加工传动轴节叉的工艺方案,比较了两种方案的加工效率、设备投资及运行的日常费用,为设备采购提供技术支持。 相似文献
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文章介绍当前数控机床误差的各种典型检测与补偿方法和技术特点,分析目前数控机床误差检测与补偿技术研究中存在的问题,重点分析数控机床的误差动态综合补偿技术的不足和难点,提出一些解决方法和策略,并对今后的研究思路和市场应用做了进一步规划与展望。 相似文献
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现代数控机床集合了电子计算机、伺服系统、自动控制系统、精密测量系统及新型机构等先进技术,能够加工形状复杂、精密、小批量零件,并且具有加工精度高、生产效率高、适应性强等特点.随着我国制造业的快速发展,数控机床在机械制造业已得到广泛应用,且对数控机床的精度要求也越来越高.如何检测数控机床的精度,正成为各行业用户在验收与维护数控机床时非常关注的问题. 相似文献