数控加工中心误差补偿技术及其运用


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 前言:

 

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 在当今的现代化社会,科技成为了社会发展的主要动力机械也成为了工厂的主要工作力量。数控加工中心误差补偿技术在现代工厂技术是十分重要的,可以提高数控加工中心精度以及加工精度,创造更大的效益以及减少不必要的损失,提高工厂制造的效率。因此数控加工中心误差补偿技术对于现代工业的发展有着重要的作用。如今制造业对工厂有着更高的要求,就必须要用到更高精度的现代加工制造技术,来满足对其精度、质量的要求。

1数控加工中心误差补偿技术的现状和前景

数控加工中心误差补偿技术是针对工厂中加工中心各类变形而导致加工中心精度下降的问题。对于加工中心变形的解决方法最开始是在欧洲进行,在20世纪,美国、日本等国家开始研究加工中心的误差模拟和误差补偿,并开始投入工厂使用。我国在2〇世纪后期,各个高校也开始投入对加工中心误差的检测、建模和补偿的技术研究。相对于国外较早地进行数控加工中心误差补偿技术并研究成熟投入到了生产当中,而我国的数控加工中心误差补偿技术大多依然还是停留在理论阶段或是试验阶段。

2数控加工中心误差产生的主要原因

目前各个国家对数控加工中心误差进行了多方向的研究。研究表明,对于数控加工中心的误差主要包括几何误差、热误差以及切削误差等,其他的误差只占了误差中很小的个部分,这三类误差才是主要的影响因素。

(1)几何误差。几何误差由加工中心设备和控制系统的误差引起,主要包括:加工中心的原始制造误差、加工中心的控制系统误差、机味热变形误差、切削负荷引起的变形误差、加工中心的震动误差、检测系统的测试误差、外界千扰误差以及其他误差。

0热误差。由热量引起加工中心变形是数控加工中心误差中热误差的主要原因。目前加工中心大多是由机械组成,加工中心也是通过机械运动进行工作,机械运动中的转动以及滑动造成机械构件的相互摩擦产生热量、机械发动机产生能量而引起的热量以及在机房加工中心运行环境中温度上升都是热变形的影响因素。对于加工中心的关键部位、机械的尺寸要求严格,而目前机械大多是金属构成,金属在温度作用下可能发生膨胀和收缩,导致误差。

®切削力误差。对于需要进行切削加工的机器,由于切削时在加工中心道具和材料之间的相互作用力可能导致刀具的变形。在我国现在大力推广工厂机械化和智能化,机械的使用范围越来越广,对于硬度较强的材料进行加工的加工中心,其中的切削力误差也是数控误差中的一个主要误差。

3数控加工中心误差补偿技术的内容

(1)数控加工中心误差前期数据收集。数控加工中心误差补偿技术主要包括测置、建模和补偿技术。误差的测置技术,主要是对于加工中心的各个数据参数进行测量,一般通过机械测量或激光等光学仪器进行测量,但测置中也可能产生误差,因此需要建立一个测量误差的计算模型来进行修正。误差建模主要针对误差的因素以及误差的计算机制,产生误差的因素复杂,同时每个因素对于误差的影响力也不同,因此需要建立误差的数学模型。

(2几何误差补偿。几何误差一般是由加工中心以及操作系统的误差造成,因此几何误差一般比较稳定,也比较好测量和收集。几何误差的补偿分为两种:①误差补偿是根据前期测量收集所得的数据得到几何误差的原始数据,然后根据建模所得的数学模型进行数学模拟来进行误差补偿;

②误差补偿对于测量技术的要求更高更精确,通过高精度的测置技术以及大量测量点的数据为前提,对所有数据的综合分析,利用数学上的插值法对于几何误差进行补偿。

(3热误差补偿。无论是由发动机产生的热量、构件发热以及环境温度对加工中心产生热变形误差,对数控技术高精度的要求就_要降低加工中心的热变形。目前对于热误差补偿技术一般分为3个方面:①运用新型材料以及合理的加工中心设计,通过对新型材料的运用,降低温度对于加工中心尺寸的影响,同时通过合理的设计,减小由于摩擦等产生热置对于加工中心的影响;②对重要部位运用新型的热执行装置来改变传统的加工中心装置,提高加工中心对温度的自我修复能力;③建立在加工中心以及温度之间的数据模型,根据温度影响构件的变形,在加工中心的关键部位进行热敏感测量,进行温度的测置,在温度达到变形的临近值时对加工中心进行补偿修正。

(4切削力误差补偿。对于工厂中机械化的广泛运用,高强度的材料加工也在逐渐加强。由于切削力主要作用在加工中心的刀具上,高强度的材料加工对刀具的作用力巨大,引起刀具的变形也可能引起整个加工中心的误差。根据国内外的研究表明,对于刀具的切削力可以通过刀具主轴的转动引起的电流变化测置,再通过数学模型对切削力的判断计算,然后对加工中心进行补偿。

5代制造业对于工厂数控加工中心有高效率、高精度、高稳定性的高要求,但是数控加工中心误差导致加工中心的效率精度以及稳定性的降低,因此数控加工中心误差补偿技术对于建设未来数字化、智能化工厂有巨大的作用,重视数控加工中心误差补偿技术必定会为我国的制造业带来巨大的提升。

 

 

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