機床制造中積累誤差的分析與補償研究
機械加工的過程中，最終精度的是由機床的刀具以及工件間相對的位移所決議的。關于刀具和工件間的位移差錯可以運用運動學模型核算。差錯抵償既經過人為的辦法制造出新的，足以抵消當時問題的差錯，使用剖析、計算和概括三個過程，對初始差錯的規則和特色進行體系地把握，然后以所把握的信息為依據樹立數學模型，使制造出來的差錯和初始的差錯持平，作用力相反，到達削減差錯的意圖。差錯抵償和購買機床或許進步機床的密度比較， 擁有顯著的特色： 一是解決時效快，而且靈活性強；二是經濟實惠，報價要顯著低于其它方法。所以對差錯抵償的研討非常重要，而且具有顯著的經濟性的手段。由于國外在差錯抵償方面開展的研討起步早，現已取得了非常不錯的成效， 國內關于差錯抵償的研討大多還沒有進入實用性階段，跟著中國經濟發展的腳步，關于機床加工，差錯抵償的需要會越來越大， 因而關于差錯抵償技能的研討應當愈加的廣泛。1 對于精工機床的誤差分析2 誤差補償， 除了要深入了解并且分析機床產生誤差的原因、認識各種誤差產生的環節、充分掌握誤差性質之外，還需要掌握誤差間的聯系。 從差錯源頭調查得知，一般機床的組成有些為直線導軌、旋轉軸、主軸、立柱、床身，每一個環節都可能會呈現差錯。具體的差錯源有11點：運動差錯；機床部件差錯；切削力；熱變形；機床的裝配差錯；刀具磨損；夾具差錯；測驗設備差錯；機床控制差錯；機床的分量和負載致使的差錯；插補算法。 依據差錯的來歷分類，包含了幾許差錯、熱差錯、運動差錯、切削力差錯等四有些。在各種機床的差錯緣由中，最主要差錯是幾許差錯和熱差錯，這兩項共占有了總差錯的65%，所以怎樣削減這兩項差錯，是進步機床精度最關鍵的疑問，機床越精細，所受熱差錯的影響就越大，不只會致使尺度的精度差錯，更會由尺度發生差錯然后影響到生產率。根據誤差的性質分類，包括了動態誤差和靜態誤差。動態誤差指的是由于主軸的運動誤差、機床伺候服務、機床的震動導致的誤差。由于動態誤差對于機床運行的工況依賴性強，會導致刀具和弓箭之間的位置發生變化。靜態誤差指的是在實踐的變化中，或者由于機床的結構所產生的誤差。主要有部件在低速運動中產生的誤差以及幾何誤差、熱變形誤差、機床偏載造成的誤差。在機床的誤差中，靜態誤差所占的比例為70%。 根據誤差補償對機床分類，包括非位置誤差和位置誤差。非位置誤差指的是和刀具或者工作臺無關的誤差，如力誤差、熱誤差。位置誤差指的是和刀具或者工作臺有關的誤差，如刀具磨損誤差、機床重力誤差、幾何誤差等。 2 誤差補償的關鍵技術 2.1 建模 對于誤差建模，是誤差補償的前提，誤差補償的建模分為誤差元素和誤差綜合建模。機械制造的過程中，最終的精度是由機床上工件和刀具間的位移所決定的，綜合誤差就是將工件和刀具的相對誤差以運動學模型的方式表現出來，誤差元素建模是為了針對某一項誤差進行建模，例如幾何誤差里的軸直線定位或機床的主軸漂移誤差。建模技術的關鍵部分是怎樣才可以尋找到更加有效的方法，把在機床中存在的各種誤差進行綜合的分析， 最終使用模型的形式對機床的誤差進行準確的分析。2.2 測量 運動學模型是以機床各個的誤差成分為基礎，計算出方向誤差以及最終位置，所以必須對誤差的成分進行有效、精準的觀察、測量。測量的方法有間接辨識和直接測量兩部分。間接辨識是通過如球棒儀或者高精度的光柵等儀器測量誤差，然后使用建立好的模型和其它方法對測量所得的結果進行分析，分離每一個誤差的成分，通常在測量綜合誤差時使用間接測量。直接測量是機床在不同的溫度、位置之下，使用激光儀或者是其它的機械、光學來進行誤差測量，通常在進行單項測量的過程中使用直接測量。通常而言，使用直接測量測量的原理簡單明了，還能夠得到更加準確的數據，唯一的不足是耗時較長。間接測量是高效、迅速的測量方法。使用不同的測量技術，關鍵在于平衡效率和精度的關系，應當以保持精度為原則，盡可能使用高效率的方法。 2.3 實施 開展建模和測量最終的目的是為了進行誤差補償，誤差補償在實施中分實時補償和離線補償兩部分。 實時補償。通過使用硬件輔助裝置，把獲得的位置或者溫度的信號輸入進行補償的裝置，補償裝置會根據誤差的模型計算出進行誤差補償應當具有的數值，從接口輸入機床的系統，從而達到誤差補償的目的。使用實時補償對于機床而言有著很強的適用性，并且對定位誤差等多種類型誤差進行補償，在進行補償的過程中使用的模型也非常靈活，無論是線性模型還是神經網絡模型都能夠以軟件的方式編制，誤差補償的精度和所選用的誤差模型有著非常緊密的關聯。實施實時補償的關鍵在于簡便性、有效性、準確性和實時性。 離線補償。根據測量所得的誤差，把精工的加工程序修改成新的程序，輸入機床，也可以將測量所得的誤差以誤差文件輸入精工系統， 讓系統在運行的過程中根據誤差文件進行調用，從而達到誤差補償的目的。使用離線補償，要求補償誤差必須是固定的，至少是已知數值，所以，只能針對幾何誤差之類的穩定誤差進行補償，如果機床的溫度發生變化，這時必須使用實時補償的方法進行補償。本文由海天精工文章整理發表，文章來自網絡僅參考學習，本站不承擔任何法律責任。http://www.dyliao.com/