0 引言
精密加工中心在精密制造中起著至關(guān)重要的決定性作用。 據(jù)研究表明,在數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)的各類誤差中, 平均占比最大的是幾何誤差和熱誤差。通常情況下,該兩項(xiàng)誤差可占機(jī)床加工系統(tǒng)總誤差的45%~65%,而且越是精密的機(jī)床,該兩項(xiàng)誤差所占比例就越大。所以,在加工過程中有效減小機(jī)床幾何誤差和熱誤差的影響是提高機(jī)床整體加工精度的重中之重。要提高機(jī)床加工精度,減少熱誤差,目前主要是采用主動(dòng)減小誤差法和誤差補(bǔ)償法兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。
主動(dòng)誤差減小法是通過設(shè)計(jì)和制造環(huán)節(jié)消除或減小熱誤差源,提高機(jī)床的加工精度,或者控制溫度來(lái)滿足精度要求。主動(dòng)誤差減小法存在成本大幅度上升的局限性,以及無(wú)法修正在加工過程中產(chǎn)生的一些干擾因素而引起的誤差等問題。
誤差補(bǔ)償法是應(yīng)用傳感器及控制技術(shù),在機(jī)床現(xiàn)有加工精度下,通過對(duì)加工過程誤差的測(cè)量與建模手段,在線獲得誤差補(bǔ)償值,將該誤差值反饋到數(shù)控系統(tǒng)中,通過修正實(shí)際坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)量來(lái)實(shí)現(xiàn)誤差修正,可以使被加工的工件獲得有可能比機(jī)床母機(jī)更高的精度,經(jīng)濟(jì)效益非常顯著。正因?yàn)闊嵴`差補(bǔ)償技術(shù)具有強(qiáng)大的技術(shù)生命力,因而迅速地被各國(guó)學(xué)者、專家所認(rèn)同,并使之在機(jī)械精密制造行業(yè)中得以迅速發(fā)展。目前,該項(xiàng)技術(shù)已成為精密裝備制造的研究熱點(diǎn)[1-5]。
1 測(cè)試系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
測(cè)試系統(tǒng)由溫度傳感器、渦電流位移傳感及數(shù)據(jù)采集卡組成,如圖1 所示。溫度傳感器采用薄片式PT100 溫度傳感器及其配套的溫度變送器,量程0~100 ℃,變送器為標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)輸出,4~20 mA。
熱變形傳感器選用基恩士EX-416 渦電流位移傳感器以及EX-205 控制器,電渦流傳感器屬于無(wú)接觸測(cè)量,具有精度高、線性度好的特點(diǎn),量程0~5 mm;控制器輸出為電壓型標(biāo)準(zhǔn)信號(hào):0~5 V。
數(shù)據(jù)采集卡選用SMACQ 品牌的USB1252 多通道數(shù)據(jù)采集卡,USB-1252A數(shù)據(jù)采集卡屬于高性價(jià)比的數(shù)據(jù)采集解決方案,具有12-bit 的垂直分辨率和最高500 kSa/s 的模擬采集能力的同時(shí),USB-1252A 系列數(shù)據(jù)采集卡有16 個(gè)通道數(shù)字輸出、16 個(gè)通道數(shù)字輸入和4 通道計(jì)數(shù)器;自帶常規(guī)功能的DAQ-Sensor 數(shù)據(jù)采集軟件,兼容Lab view軟件平臺(tái)開發(fā)的應(yīng)用程序,采集數(shù)據(jù)保存為通用文本格式,方便后續(xù)用大型數(shù)據(jù)分析軟件Matlab做進(jìn)一步的分析與處理。
2 測(cè)試系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
溫度和熱位移數(shù)據(jù)采集軟件在LabVIEW 8.0 環(huán)境下開發(fā),開發(fā)的數(shù)據(jù)采集軟件運(yùn)行界面如圖2 所示。
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用!
5 結(jié)語(yǔ)
熱誤差是精密數(shù)控加工機(jī)床的主要誤差來(lái)源。基于虛擬儀器技術(shù),設(shè)計(jì)機(jī)床熱誤差數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),以某立式數(shù)控加工中心機(jī)床主軸為測(cè)試對(duì)象,對(duì)其溫度、Z 軸熱誤差進(jìn)行測(cè)試與分析。實(shí)驗(yàn)表明:主軸熱誤差與溫度正相關(guān), 且具有非線性特征。建立溫度與熱誤差的映射關(guān)系是熱誤差補(bǔ)償?shù)那疤幔芯勘砻鳎瑧?yīng)用概率型徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)床熱誤差建模,與傳統(tǒng)的線性回歸建模方法相比,具有較高的建模精度。
2024-11
本文以組合式六角亭模型為實(shí)例,分析工藝難點(diǎn)與加工可行性,指出該模型的加工難點(diǎn)是模型形狀不規(guī)則和整體剛性差,并通過設(shè)計(jì)新的工藝方案解決加工難點(diǎn),完成了模型整體的加工。新的加工工藝有助于提高加工效率和精度,為五軸數(shù)控加工提供了一個(gè)典型案例,對(duì)于五軸加工中心數(shù)控加工也具有指導(dǎo)作用和重要… [了解更多]
2024-11
宇匠數(shù)控 備注:為保證文章的完整度,本文核心內(nèi)容由PDF格式顯示,如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試,手機(jī)瀏覽可能無(wú)法正常使用!本文摘要:通過對(duì)混聯(lián)五軸加工中心自適應(yīng)深度學(xué)習(xí)控制方法的 研 究,可 知 此 方 法 的 創(chuàng) 新 之 處 在 于:1)建 立 了 機(jī) 床 的 運(yùn) 動(dòng) 學(xué) … [了解更多]
2024-11
在機(jī)測(cè)量技術(shù)由于其成本低、檢測(cè)效率高、無(wú)需二次裝夾等優(yōu)勢(shì)被廣泛用于零件加工測(cè)量當(dāng)中,使得五軸加工中心和五軸鉆攻中心,同時(shí)又兼具測(cè)量功能。在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示,硬件部分主要是由高精度探頭、信號(hào)接收器、機(jī)床整個(gè)本體,軟件部分由機(jī)床控制系統(tǒng)、測(cè)量軟件等組成[8]。待零件加工完成… [了解更多]
2024-11
?加工精度是影響機(jī)床性能和產(chǎn)品質(zhì)量的主要難題,也是制約國(guó)家精密制造能力的重要因素。本文以五軸加工中心為對(duì)象,針對(duì)提升機(jī)床精度進(jìn)行了研究。并且隨著科技的發(fā)展,精密的儀器和零件在生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)的分量逐漸增加,在數(shù)控機(jī)床這種精密機(jī)器精度不斷提高的同時(shí),必須控制內(nèi)外界環(huán)境的隨機(jī)影響因素在… [了解更多]