數(shù)控機床誤差實時補償技術總結

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1、數(shù)控機床誤差實時補償技術數(shù)控機床實時誤差補償技術的學習總結第1章緒論制造業(yè)的高速發(fā)展和加工業(yè)的快速提高，對數(shù)控機床加工精度的要求日益提高。一般來說，數(shù)控機床的不精確性是由以下原因造成：[1]機床零部件和結構的幾何誤差；[2]機床熱變形誤差；[3]機床幾何誤差；[4]切削力（引起的）誤差；[5]刀具磨損誤差；[6]其它誤差源，如機床軸系的伺服誤差，數(shù)控插補算法誤差。其中熱變形誤差和幾何誤差為最主要的誤差，分別占了總誤差的45％、20％。提高機床加工精度有兩種基本方法：誤差防止法和誤差補償法（或稱精度補償法）。

2、誤差防止法依靠提高機床設計、制造和安裝精度，即通過提高機床本書的精度來滿足機械加工精度的要求。由于加工精度的提高受制于機床精度，因此該方法存在很大的局限性，并且經濟上的代價也很昂貴。誤差補償法是認為地造出一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，以達到減小加工誤差，提高零件加工精度目的的方法。誤差補償法需要投入的費用很小，誤差補償技術是提高機床加工精度的經濟和有效的手段，其工程意義非常顯著。誤差補償技術（ErrorCompensationTechnique，簡稱ECT）是由于科學技術的不斷發(fā)展對機械制造業(yè)提

3、出的加工精度要求越來越高、隨著精密工程發(fā)展水平的日益提高而出現(xiàn)并發(fā)展起來的一門新興技術。誤差補償技術具有兩個主要特性：科學性和工程性。1．機床誤差補償技術可分為下面七個基本內容：[1]誤差及誤差源分析；[2]誤差運動綜合數(shù)學模型的建立；[3]誤差檢測；[4]溫度測點選擇和優(yōu)化布置技術；[5]誤差元素建模技術；[6]誤差補償控制系統(tǒng)及實施；[7]誤差補償實施的效果檢驗。2．數(shù)控機床誤差補償?shù)牟襟E：[1]誤差源的分析和檢測；[2]誤差綜合數(shù)學模型的建立；[3]誤差元素的辨識和建模；[4]誤差補償?shù)膱?zhí)行；[5]誤

4、差補償效果的評價。3．數(shù)控機床誤差補償技術研究的現(xiàn)狀：[1]過長的機床特性檢測和辨識時間；[2]溫度測點布置位置優(yōu)化；[3]誤差補償模型的魯棒性；[4]誤差補償系統(tǒng)及實施；[5]五軸數(shù)控機床多誤差實時補償問題。4．數(shù)控機床誤差補償技術研究的發(fā)展趨勢：[1]多誤差高效檢測方法；7數(shù)控機床誤差實時補償技術[1]多誤差的綜合補償；[2]多軸誤差的實時補償；[3]實時補償控制系統(tǒng)的網絡化、群控化；[4]補償?shù)闹悄芑c開放化。第2章數(shù)控機床誤差及其形成機理一、誤差的概念1.機床誤差－機床工作臺或刀具在運動中，理想位置

5、和實際位置的差異（機床誤差－位置誤差）,或就稱機床位置誤差。機床精度-機床工作臺或刀具在運動中，理想位置和實際位置的相符程度。2.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。3.運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤差。4.機床幾何誤差--是指機床上零、部件的制造與安裝過程中因幾何尺寸、位置等產生的偏差，造成機床上某些零件位置產生偏差，從而使得機床在刀具和工件相對運動中產生位置誤差，最終表現(xiàn)在機床的加工精度上。運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤

6、差。5.熱（變形）誤差--機床溫度變化引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差。6.力（變形）誤差--機床受力（包括切削力、工件和夾具重力、裝夾力，機床部件本身重力，等等）引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差，也稱剛度誤差。7.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。二、誤差的分類1.分類一：靜態(tài)誤差、準靜態(tài)誤差、動態(tài)誤差、高頻誤差2.分類二：位置誤差、非位置誤差三、數(shù)控機床幾何誤差元素1.移動副誤差元素分析根據(jù)一個物體在空間運動有六個自由度，故機床移動部件在導軌上移動時共有6項誤差

7、，其中包括3項移動誤差和3項轉動誤差，同時還存在3個垂直度誤差。2.轉動副誤差元素分析轉動副繞轉軸轉動時存在六個誤差元素，包括三個移動誤差和三個轉角誤差。7數(shù)控機床誤差實時補償技術1.主軸誤差元素機床主軸旋轉時存在五個誤差元素，包括三個移動誤差和兩個轉角誤差。一、機床熱變形機理金屬材料具有熱脹冷縮的特性，當機床處于工作狀態(tài)時，由于機床運動部件產生摩擦熱、切削熱以及外部熱源等引起工藝系統(tǒng)變形，這種變形成為熱變形。二、機床熱變形形態(tài)及對策(一)機床熱變形狀況1、普通車床的主軸箱溫度高，其右邊溫度高于左邊，主軸軸

8、線被抬高并右高左低的傾斜；床身溫度上高下低，故彎曲而中凸。2、升降臺銑床的主軸處溫高，機床中部溫高，故主軸被抬高并傾斜，立柱外翻；工作臺溫度上高下低，故彎曲而中凸。3、臥式磨床主軸箱右側處溫高，故主軸向內傾斜。4、立式磨床的立柱左側溫高，主軸被抬高并傾斜，立柱外翻。5、龍刨或龍門銑的主軸右側及床身上部溫度高，故立柱向外傾斜，床身向上彎曲。(二)控制機床熱變形的對策1、優(yōu)化機床設計，減小熱變形2、強制冷卻，控制機床