數(shù)控機(jī)床相關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)翻譯---通過(guò)熱量誤差補(bǔ)償來(lái)改善數(shù)控機(jī)床的精確度-數(shù)控設(shè)計(jì)(文件)
【正文】 r pensation. Precision Engineering , 1986 , 8 (4) ∶187～ 196 4 Lo C H. An application of realtime error pensation on a turning center. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 35(12) ∶ 1 669～ 1 682. 5 Yang S. The Improvement of thermal error modeling and pensation on machine tools by CMAC neural work. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 36(4) ∶ 527～ 537 6 李書(shū)和 1 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)难芯俊?[博士學(xué)位論文 ]1 天津∶天津大學(xué) ,19961 通過(guò)熱量誤差補(bǔ)償來(lái)改善數(shù)控機(jī)床的精確度 摘 要： 通過(guò)熱量誤差補(bǔ)償來(lái)改變數(shù)控機(jī)床的精度是一種可行的方法。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工中心 , 熱量誤差 ,補(bǔ)償 ： 數(shù)控機(jī)床精確度的改善是生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量控制的根本。因此，誤差補(bǔ)償技術(shù)是很必要的。 在加工期間，誤差是根據(jù)之前建立的模型進(jìn)行預(yù)測(cè)并通過(guò)在實(shí)際過(guò)程中用額外的信號(hào)和自由回路進(jìn)行改正的。第三，實(shí)際操作中的誤差補(bǔ)償功能在許多的機(jī)器上是不可用的。一個(gè)自動(dòng)回歸模型是以 錠子轉(zhuǎn)速然后被發(fā)展到描述那時(shí)的熱量錯(cuò)誤為基礎(chǔ)的。 為了達(dá)到補(bǔ)償目的，重要的部分不是每個(gè)機(jī)器的零部件，而是工件的位移。滾珠排列是把一系列的滾珠按相等的間隔固定在頂梁上。同理，也可以用相同的辦法得到其他兩個(gè)軸上的熱量誤差數(shù)據(jù)。由于這種測(cè)量只需要一分鐘，機(jī)器在不同坐標(biāo)下的熱量轉(zhuǎn)移能夠更快更容易的被顯現(xiàn)出來(lái)。只有四個(gè)測(cè)量點(diǎn) z1， z2， z3， z4 來(lái)覆蓋坐標(biāo)為 50， 150， 250， 350 的 z 坐標(biāo)的工作范圍。 為了能夠獲得機(jī)床熱量行為的全面理解以及正確的判斷誤差模型，形成了一種測(cè)量方法。不過(guò)，切割過(guò)程對(duì)整個(gè)機(jī)床機(jī)構(gòu)的熱量的影響在最終的過(guò)程中是可以忽略的。 1（左） 熱量誤差測(cè)量 錠子傳感器 滾珠排列 圖 2（右） 在不同 z坐標(biāo)中的熱量誤差 1. z = 50 2. z = 150 3. z = 250 4. z = 350 圖 2 在測(cè)試中不同 z 坐標(biāo)中熱量轉(zhuǎn)移時(shí)間過(guò)程圖的繪制 上圖表明合成的熱量轉(zhuǎn)移明顯是由所在決定的。結(jié)果，在不同的 z坐標(biāo)中熱量的轉(zhuǎn)移具有不同的大小和熱量特性。另外，在眾多的實(shí)用中，利用以 經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的誤差模型進(jìn)行回歸分析和網(wǎng)絡(luò)分析來(lái)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)熱量誤差是不可能的。某一刻的誤差值受其前一刻和錠子的轉(zhuǎn)速影響。這個(gè)模型比其他因?yàn)?C形定閾值信號(hào)在各個(gè)結(jié)點(diǎn)上單一輸入的障礙更不容易感光。只要工件數(shù)控機(jī)床 的程序完成，錠子的轉(zhuǎn)速和 z坐標(biāo)就能知道。 誤差補(bǔ)償?shù)挠行允怯稍S多切割試驗(yàn)來(lái)證實(shí)的。 圖 5 通過(guò)程序的修正補(bǔ)償熱量誤差 圖 6 補(bǔ)償?shù)挠行? 以上討論的是改善數(shù)控機(jī)床精確性的一個(gè)新 方法。 參考文獻(xiàn) 1 Chen J S , Chiou G. Quick testing and modeling of thermallyinduced errors of CNC machine tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 35(7) ∶ 1 063～ 1 074 2 Chen J S. Computeraided accuracy enhancement for multi2axis CNC machine tool. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 35(4) ∶ 593～ 605 3 Donmez M A. A general methodology for machine tool accuracy enhancement by error pensation. Precision Engineering , 1986 , 8 (4) ∶187～ 196 4 Lo C H. An application of realtime error pensation on a turning center. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 35(12) ∶ 1 669～ 1 682. 5 Yang S. The Improvement of thermal error modeling and pensation on machine tools by CMAC neural work. International Journal of Machine Tools and Manufacture , 1995 , 36(4) ∶ 527～ 537 6 李書(shū)和 1 數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)难芯?∶ [博士學(xué)位論文 ]1 天津 ∶ 天津大學(xué) ,19961 。通過(guò)修正數(shù)控機(jī)床的加工程序，熱量誤差能夠在加工之前得到補(bǔ)償，但并不是在實(shí)際操作中。如圖 6所示，用表面磨碎的深度不同來(lái)評(píng)估在 z方向的熱量誤差結(jié)果補(bǔ)償。這樣，就能通過(guò)把計(jì)算出來(lái)的 Δz 加到原來(lái)的 z上來(lái)修改程序。圖 4是一個(gè)在新的條件下的預(yù)測(cè)結(jié)果，它表明以速度為基礎(chǔ)的自動(dòng)回歸模型能夠在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境下很好的描述熱量誤差。 Δ z ( t) 地點(diǎn) t時(shí)間的熱量誤差 k , m ——— 模型順序 ai , bi ——— 模型系數(shù) n ( t i) ——— 在時(shí)間 ti的錠子轉(zhuǎn)速 k和 m的順序 是有最終的誤差預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)決定的。外部熱源對(duì)機(jī)床精確度的影響能夠通過(guò)環(huán)境溫度來(lái)控制。 熱量誤差的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)是精確誤差補(bǔ)償?shù)闹匾h(huán)節(jié)。原因在于最初大量的熱量轉(zhuǎn)移是由于錠子位置的增長(zhǎng)造成的，和其他的耐熱時(shí)間較長(zhǎng)的機(jī)床部件相比，這個(gè)位置能更快的達(dá)到熱量平衡。熱量誤差在 z方向和不同的 x 和 y 坐標(biāo)方向大約是相 同的。他們被分為如下三類： 1，常規(guī)轉(zhuǎn)速， 2，轉(zhuǎn)速范圍， 3，真正切割狀態(tài)下的同步轉(zhuǎn)速。 上述的試驗(yàn)說(shuō) 明了在錠子位置和工作臺(tái)之間的派生位移與錠子和臺(tái)之間是一致的。坐標(biāo)的唯一偏離是在低溫狀態(tài)下完成的，而不是在所關(guān)注的獨(dú)立的量規(guī)尺寸下。滾珠溫度 的測(cè)量是周期性的。大量的之前試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明在光軸上的熱量誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在橫軸和縱軸。由于導(dǎo)桿的伸長(zhǎng)和欄的彎曲，熱量誤差并 不只是在時(shí)間上的改變，而且還是機(jī)械加工在空間上的變化。通過(guò)對(duì)程序的修訂，熱量誤差能夠在加工之前得到補(bǔ)償。盡管許多的熱源都能引起熱量誤差，但是環(huán)形軸承的摩擦被認(rèn)為是最主要的熱源。首先，對(duì)機(jī)床的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行熱量誤差和溫度的測(cè)量是不可取的。由于熱量誤差在加工時(shí)隨時(shí)間而變化，許多前人的工作都集中在實(shí)際時(shí)間的的補(bǔ)償比率上。數(shù)控機(jī)床的熱量誤差可通過(guò)機(jī)床本身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)的改善而降低。通過(guò)改變工件的數(shù)控程序，熱量誤差在機(jī)加工以前可以被補(bǔ)償。 IMPROVING ACCURACY OF CNC MACHINE
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