前言:
目前,在加工中心精度檢驗(yàn)與驗(yàn)收中,不僅要用雙頻激光干涉儀檢測(cè)加工中心各運(yùn)動(dòng)軸的定位精度,還要求加工中心加工標(biāo)準(zhǔn)樣件達(dá)到規(guī)定的精度要求。目前較為廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)樣件有“s”形零件、“錐臺(tái)體”零件和“圓形一菱形一方形”零件,這些樣件都需要用到加工中心多軸聯(lián)動(dòng)的功能,因此這些樣件的加工缺陷也是加工中心多個(gè)誤差因素綜合作用的結(jié)果。加工中心的誤差源眾多,以本文研究的復(fù)合CNC加工中心為例,每個(gè)運(yùn)動(dòng)軸都有6項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差,共30項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差,且兩軸之間還存在不垂直度誤差,因此共有37項(xiàng)誤差參數(shù)。如何在眾多的誤差影響因素中,通過(guò)檢測(cè)加工樣件來(lái)逆向追蹤尋找引起加工缺陷的主要影響因素是一個(gè)非常有理論意義和實(shí)用價(jià)值的研究課題。對(duì)于不可直接測(cè)量的誤差源,一般首先用伩器測(cè)量出與所要辨識(shí)的誤差成分相關(guān)聯(lián)的中間量,然后通過(guò)精確、有效的誤差辨識(shí)數(shù)學(xué)模型估計(jì)出影響加工精度的誤差成分,因此誤差辨識(shí)要求測(cè)量出的中間量具有對(duì)誤差原因的可溯性。美國(guó)的勞倫斯利物莫國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、普渡大學(xué)和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局等,日本的京都大學(xué)、防衛(wèi)大學(xué)和九州大學(xué)等,英國(guó)的國(guó)家物理實(shí)驗(yàn)所、克蘭菲爾德大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)等以及其他一些國(guó)家和地區(qū)對(duì)新型檢測(cè)儀器研制和誤差溯源理論研究都相繼作了有力度的投入,并取得了卓有成效的研究成果[U2]。HONG[3]等從標(biāo)準(zhǔn)試棒-微位移傳感器-編碼器法檢測(cè)出發(fā)成功地溯源到各個(gè)單項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差。KIM等[4]采用白光干涉測(cè)頭設(shè)計(jì)了超精密三維測(cè)量系統(tǒng)。JUNGn等用接觸式測(cè)頭對(duì)加工中心各坐標(biāo)方向進(jìn)行在線測(cè)量。GAO等[6]用光電自準(zhǔn)直儀檢測(cè)主軸偏角誤差,用電容位移測(cè)頭測(cè)出了主軸軸向跳動(dòng)誤差,用直尺和電容位移測(cè)頭結(jié)合檢測(cè)出了導(dǎo)軌直線度誤差。GAO等[7]利用便攜式主導(dǎo)軸和電容測(cè)頭對(duì)納米級(jí)的主軸徑向和軸向跳動(dòng)誤差進(jìn)行了檢測(cè)。一些學(xué)者[8_11]利用激光干涉儀根據(jù)精密球的反射對(duì)加工中心各項(xiàng)部件誤差進(jìn)行檢測(cè),用聚光鏡對(duì)激光光速進(jìn)行集中,最后根據(jù)檢測(cè)誤差結(jié)果利用軟件進(jìn)行了誤差補(bǔ)償,這種方法使高精度加工費(fèi)用降低。按照一定的加工條件對(duì)工件表面進(jìn)行加工,再通過(guò)直接檢測(cè)工件表面的形貌特征來(lái)追溯誤差,這種表面評(píng)價(jià)方法可以快捷并得到令人滿意的溯源結(jié)果。對(duì)于加工工件的檢測(cè),用的比較多的是輪廓儀和干涉儀[12-14]。
本文根據(jù)“S”形樣件曲面數(shù)學(xué)模型,將曲面上各個(gè)點(diǎn)沿曲面法線方向投影,逆向推導(dǎo)“S”形樣件缺陷曲面對(duì)應(yīng)復(fù)合CNC加工中心刀具中心的實(shí)際位置,求解實(shí)際加工曲面到加工中心的映射關(guān)系。基于多體系統(tǒng)誤差分析理論來(lái)建立復(fù)合CNC加工中心加工缺陷生成模型,利用刀具中心位置點(diǎn)和刀具方向矢量疊加的方法從加工中心角度來(lái)求解曲面上任意位置點(diǎn)的表達(dá)式,進(jìn)而推導(dǎo)曲面上各個(gè)加工點(diǎn)對(duì)應(yīng)誤差的表達(dá)式。基于復(fù)合加工中心實(shí)際加工的“S”形加工樣件,
建立影響曲面精度的誤差參數(shù)敏感度和影響分析模型,提出關(guān)鍵誤差參數(shù)逆向追蹤分析方法,計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)產(chǎn)生的誤差占總體誤差的比例,從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵誤差參數(shù)的辨識(shí),查找對(duì)加工缺陷影響較大的誤差參數(shù)。
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結(jié)束語(yǔ):
(1)該方法是基于對(duì)“S”形加工樣件的復(fù)合機(jī)床誤差影響溯源的研究。根據(jù)“S”形樣件曲面數(shù)學(xué)模型以及多體系統(tǒng)誤差分析理論,利用刀具中心位置點(diǎn)和刀具方向矢量疊加的方法,推導(dǎo)出了曲面上各個(gè)加工點(diǎn)對(duì)應(yīng)誤差的表達(dá)式D
(2)基于復(fù)合加工中心實(shí)際加工的“S”形加工樣件,建立了影響曲面精度的誤差參數(shù)敏感度和影響分析模型,提出了關(guān)鍵誤差參數(shù)逆向追蹤分析方法。
(3) 通過(guò)對(duì)各個(gè)誤差參數(shù)的影響的列表計(jì)算分析,通過(guò)對(duì)、4(5)、'(Cl)、?而五項(xiàng)誤差參數(shù)和全部誤差參數(shù)同時(shí)作用下各點(diǎn)的誤差的差值比較,發(fā)現(xiàn)差值最大不超過(guò)±1.5 |im,因此確定出該5項(xiàng)誤差參數(shù)為主要影響誤差參數(shù)且分析方法是正確的。該方法適用于復(fù)合加工中心的加工中,通過(guò)診斷這五個(gè)誤差參數(shù),即可提高工件的加工質(zhì)量。
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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(guò)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(guò)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]