基于热误差补偿的行星滚柱丝杠综合性能试验台设计与分析

行星滚柱丝杠综合性能是丝杠性能的主要指标,现有测试系统多以静态测量法进行测量,操作复杂且偶然误差较高。通过对行星滚柱丝杠综合性能动态测试系统的试验原理、硬件设计、软硬件通讯、软件界面结构的研究,设计了一套行星滚柱丝杠综合性能动态测试系统。基于LabVIEW设计上位机人机交互与控制监测软件对丝杠热伸长量进行了检测,并使用最小二乘法分析丝杠温升与位移的关系,对定位精度试验进行误差补偿。实验结果表明,所设计的试验台系统可以测量行星滚柱丝杠定位精度、噪声、温升、极限转速、加速度,同时热误差测量补偿系统可以减小温度变化对测量位置的影响,补偿前后精度测量指标提升均在30%以上,偶然性误差较小并且精度提高。

高速电主轴热误差补偿及结构优化研究进展

电主轴热位移控制是解决加工过程中关键问题之一。控制电主轴热位移,提高加工精度和表面质量。常用方法之一是通过冷却系统来降低电主轴温度,内部或外部引入冷却介质如水或油。优化冷却系统设计和控制策略,可进一步提高热位移控制效果。另一方法是通过热补偿控制电主轴热位移。安装温度传感器,并与预先建立的热补偿模型结合,实时进行补偿调整工具或工件位置,以实现高精度加工。同时,选择热稳定性较好材料是另一种控制热位移的策略,它们具有低热膨胀系数和高热导率,可减少热变形引起的位移效应。综上所述,电主轴热位移控制综合考虑冷却系统、热补偿和材料等因素,合理应用这些方法可有效降低电主轴的热位移,提高加工精度和表面质量。

基于遗传算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿

以提高数控机床加工精度为主要目的,针对减少热误差而提出一种基于遗传算法优化BP神经网络的数控机床热误差补偿方法。首先,分析遗传算法优化的BP神经网络学习算法。然后,建立神经网络模型对三轴联动卧式加工中心进行实时补偿。实验仿真结果表明遗传优化BP神经网络模型具有预测补偿能力强、补偿精度高、拟合性能优、实时性好等特点。

数控机床热误差补偿技术的发展状况

热变形误差补偿是提高精密数控机床加工精度的关键技术之一,热误差补偿控制设备已成为现代高档数控机床必备的智能模块。

高精度压印机热误差补偿中温度变量的辨识

为了提高压印机在压印光刻工艺中的套刻对准精度,提出了采用因子分析方法来选取压印机热误差模型中的温度变量,根据变量之间的相关性分组后,再根据各变量与热误差之间的相关性在每一组中选取一个代表变量,最终将压印机上布置的温度传感器从15个减少到3个.在压印机温度测量关键点处建立了温度与模具在x、z方向热误差关系的数学模型,模型的热误差预测精度达到了98%以上.实验结果表明,该方法不仅保证了模型的精度,而且大大地减少了模型的计算时间,是一种在压印机热误差建模中选择温度测量关键点的有效方法.它不仅避免了热误差建模过程中的变量耦合问题,而且提高了模型的精确性,经过补偿,压印机的热误差在x、z方向都减小到200 nm以内.

精密卧式加工中心主轴轴向热误差补偿方法

热误差是精密机床最主要的误差源之一。主轴是机床的关键部件,其热误差直接影响机床的加工精度。文章以某型号精密卧式加工中心主轴为对象,对其温度场和热变形进行了仿真分析。根据仿真结果发现主轴轴向热变形更严重,并结合机床结构确定温度传感器布置位置。在此基础上,对不同转速下主轴部分位置温度和轴向热误差进行现场测试。运用最小二乘法建立热误差补偿模型,直接结合机床FANUC数控系统实施主轴轴向热误差补偿。经实验验证,补偿后主轴轴向热误差减小了85%以上。

基于FCM聚类和RBF神经网络的机床热误差补偿建模

热关键点的选择和热误差建模技术是决定热误差补偿是否有效的关键,对提高数控机床的加工精度至关重要。为了实现对数控机床热误差的补偿控制,文章利用模糊C均值(FCM)聚类方法,对机床上布置的温度测点进行优化筛选,将温度变量从20个减少到4个,然后给出了基于RBF热误差补偿建模方法。通过建模实例表明,文章提出的建模方法,在保证补偿模型精度的同时有效减少了温度测点,降低了变量耦合影响,并提高了补偿模型的鲁棒性。

超磁致伸缩执行器热误差补偿及抑制方法研究

超磁致伸缩执行器是典型的物性型现代执行器,在精密、超精密加工领域有着广阔的应用前景.对超磁致伸缩执行器的热误差实施有效的补偿或抑制等措施,可以消除或抑制由于温升带来的不利影响,提高执行器的输出精度,这是超磁致伸缩执行器的关键技术之一.针对这一问题,提出了6种热误差补偿及抑制方法,并介绍了这些方法的实现原理,分析了它们的特点及适用场合,同时,对自行研制的相变水冷组合温控系统进行了试验,取得满意的效果.提出的热误差补偿与抑制方法可用于指导各种场合的超磁致伸缩执行器的研究和开发.

基于神经网络的数控加工热误差补偿

本文提出了一种基于神经网络的数控加工热误差补偿系统 ,该系统根据测出的数控加工机床的相关结构的温度值 ,进行实时地热误差补偿。介绍了该方法的原理 ,阐述了该系统的建立过程及有关技术的处理。

基于Matlab-GUI数控机床热误差补偿的仿真系统

为了使数控机床加工精度得以提高,对数控机床热误差补偿系统进行研究。在建立基于BP神经网络数控机床热误差补偿模型的同时,运用Matlab-GUI工具设计了具有通用性交互式数控机床热误差补偿的仿真系统,该系统可使热误差补偿更具有实时性、在线高效性和补偿系统操作可视化。

基于自适应神经模糊推理系统和灰色理论的机床热误差补偿研究

提出了自适应神经模糊推理系统(ANFIS)模型,采用灰色理论对机床热误差进行建模,实现机床加工工件定位误差值的最小化。采用自适应模糊推理系统的模糊C均值聚类法,对机床上的温度传感器进行聚类分组和分析,选择出每组最优的温度传感器,将测量温度传感器从76个减少到5个。提出了灰色系统理论,对GM(1,N)公式进行了推导,创建了热误差预测模型。采用实验测量方法对机床运行所产生的误差进行了验证。实验结果显示:补偿前Y轴和Z轴产生热误差的最大值分别为41.5μm和33.8μm,补偿后Y轴和Z轴产生热误差的最大值分别为4.8μm和4.6μm。采用自适应神经模糊推理和灰色系统对机床热误差进行补偿,不仅测量温度传感器数量减少,而且机床主轴运行所产生的误差明显减小,加工精度较高,效果很好。

基于神经网络的机床-工件系统热误差补偿技术研究

以机床-工件系统的热变形为研究对象,应用神经网络理论建立机床-工件系统的热误差模型,对热误差神经网络模型的关键输入参数进行了分析讨论,提出了该模型的误差补偿策略。以某型号大尺寸回转支承滚道数控车削加工为例,建立了热误差模型,对回转支承滚道加工实施热误差补偿,结果表明,机床-工件系统的热误差模型有较强的预测能力,提出的补偿方法有较好的补偿效果。

基于PMAC的数控车床主轴热误差补偿系统研究

介绍了基于PMAC多轴运动控制器的数控车床主轴热误差软件补偿系统。通过对PMAC多轴运动控制卡进行二次开发,能够根据主轴上数字温度传感器测出的温度值,利用预先建立的热误差模型计算出误差补偿值,并通过PMAC卡将误差补偿值实时补正到刀具轨迹中,从而实现热误差的实时补偿,提高加工精度。

多元线性回归理论在数控机床热误差补偿中的应用

数控机床在加工过程中的热变形是影响机床加工精度最重要的一个因素。详细分析了机床各主要部件温度变化与热误差的关系,探讨了如何利用补偿的方法减小加工过程中的热误差。为了能够提高数控机床热误差补偿的精度和效率,对多元线性回归理论在数控机床热误差补偿中的应用进行了研究。首先,给出了多元线性回归的数学模型;然后,提出了多元线性回归理论的计算方法的检验方法;最后,以数控铣床为例,利用多元线性回归的方法对其进行了热误差补偿计算,得出了数控机床多元线性回归的预报结果。

小波神经网络在数控机床热误差补偿中的应用

为了能够提高数控机床热误差补偿的精度和效率,深入研究了利用小波神经网络对数控机床进行热误差补偿的方法。首先,提出了小波神经网络的数学模型;然后,提出了基于遗传算法的小波神经网络模型的训练方法;最后,以数控铣床为例,利用小波神经网络对其进行了热误差补偿计算,并且得出了精度较高的数控机床的小波神经网络预报结果。

基于华中8型数控系统的热误差补偿技术研究

为满足机床精度要求,提出有传感器热误差补偿方法。详细介绍了热误差补偿原理,通过测试对比和数据分析,对机床的热误差问题进行实验研究。依据统计数据得出结论,将结论及方法应用于数控系统中,对数控系统热误差补偿模块进行完善。结果表明:传感器热误差补偿方法可以解决机床热误差造成的精度问题,广泛应用于机床质量检验。

基于远程监控的数控机床热误差补偿系统研究

文章设计了一套数控机床热误差补偿的远程监控系统,实现了机床温度数据获取、热误差建模、热误差补偿的远程控制等功能。通过在机床上的具体操作,实现了远程监控的功能,并且热误差补偿效果良好。

回转支承滚道干式车削热误差补偿技术研究

以数控立车干式车削回转支承滚道为研究对象,应用神经网络理论建立数控立车-回转支承系统的热误差模型,对热误差神经网模型的关键输入参数进行了分析,提出了相应的热误差补偿策略。以某型号大规格的回转支承滚道干式车削为例,对回转支承滚道加工实施热误差补偿,结果表明,所提出的数控立车-回转支承系统的热误差模型能较好地预测热误差,提出的补偿方法对热误差补偿的效果良好。

XH718加工中心的热误差补偿研究

在分析某XH718加工中心主轴及主轴箱结构和热源的基础上,在主轴箱上初步选择多个测温点,根据测温点温度和主轴热误差的数据,应用模糊聚类分析和相关性分析对测温点进行了优化,确定最小数量的关键测温点。然后应用多元线性回归理论建立了关键测温点的温升和热误差的数学模型。数学模型在加工中心上补偿后的数据表明,可以在很大程度上改进加工中心的精度,达到了客户需要的精度要求。

华中8型数控系统热误差补偿功能在数控铣床上的应用

通过采样数据分析发现,主轴电动机、进给轴电动机、联轴器和丝杠螺母处的温度变化剧烈,但与传动部件的定位、结构件的变形关联性不高,而传动机构轴承座附近的温度变化与机械变形曲线非常接近。所以在主轴外壳靠近主轴轴承部分,每个进给轴电动机端的丝杠轴承座中部安装温度传感器,在机床立柱底座附近安装环境温度传感器;在华中8型总线式数控系统中,插入华中数控开发的HIO-1075温度采集板卡、嵌入热偏置补偿和斜率补偿模块,通过实时监测相关部位的温度变化,对机床运动部件的热位移误差进行实时补偿。该功能已在多家用户单位批量装机使用,得到了用户的认可。