资源描述
通过热量误差补偿来改善数控机床的精确度摘要：通过热量误差补偿来改变数控机床的精度是一种可行的方法。热量误差的获得是通过1过改变工件的数控程序，热量误差在机加工以前可以被补偿。试验表明直立的加工中心的实际补偿是可行的。关键词：数控加工中心, 热量误差,控机床精确度的改善是生产过程中质量控制的根本。热量误差已经被作为机器精确度失衡的最大诱因，而且可能也是机器获取更高精确度的最大障碍。数控机床的热量误差可通过机床本身的结构设计和生产技术的改善而降低。尽管如此，还是有许多物理性限制因素使得精确度不能通过生产和设计技术而单独克 。因此，误差补偿技术是 的。在过 的 ， 此技术的 已经获得 大。 热量误差在加工 而变 ，许多前 的工作 中在实际 的的补偿 上。 的方法是 机床 有 表性的 行热量误差和 度的试验，建立一 热量误差和 度的试验 多种变 行是 工在加工 ，误差是根 行 通过在实际过程中 的和自 行改的。”是，前有 被 的实际过程补偿 机床。， 机床的多 行热量误差和 度的量是不可取的， 度 器的 “多“机器的转。 ，实际 作中的误差补偿 能在许多的机器上是不可的。为 改善数控机床生产的精确度，有 方法是 得 试的。尽管许多的热 能热量误差，”是 的 被 为是最 的热 。热量误差是 1 自动 是以锭子转速被 的热量误为基础的。 ，热量误差能在机 加工程序制 的 被 来。通过 程序的 ，热量误差能在加工偿。 补偿的 大大的 。 补偿的， 的器的件，而是工件的 。在 的性机 加工中心中，热量误差是 锭子 胀、锭子固件变 和 空 的变 一 的。 导杆的伸长和栏的弯曲，热量误差不是在 上的改变，而且还是机 加工在空 上的变 。为 能快速的量热量误差，一些简单的量规是可以使的，如：滚珠排列。滚珠排列是把一系列的滚珠按相等的 隔固定在顶梁上。 滚珠的直径相等，球状的误差 较小，因此，滚珠排列被 热量误差量的一 参考。大量的的热量误差远远高 在横 和纵 。所以，热量误差 关注在光 上。 理，也可以相 的办法得 他两 上的热量误差数量的过程如图1所示：刚开始，滚珠的坐标是处在低 状态的，锭子在试验状态下改变机器的热量。滚珠 度的量是周性的。热量的转 是通过最初的参考坐标 在新的热量状态下滚珠坐标来实现的。 种量需 一器在不 坐标下的热量转 能更快更容易的被显现 来。根变 ，热量误差和转速是十一 循 。坐标的唯一偏离是在低 状态下完 的，而不是在所关注的独立的量规尺寸下。象激光干涉仪样的精确度和准确度装置不做 求。有四 量 z1，z2，z3，150，350的他的坐标中热量误差可以通过一 插 函数来获得。上 的试验说明 在锭子置和工作台派生 锭子和台一致的。因此热量误差反映 在真的切割条件下误差是可以忽略的。为 能获得机床热量行为的全面理解以及确的判断误差 ， 一种量方法。锭子转速的多种加载方式是可的。他们被：1，常规转速，2，转速范围，3，真切割状态下的 转速。此处， 切割过程而 的热量作没有被考虑 来。不过，切割过程 整 机床机构的热量的在最终的过程中是可以忽略的。在种机床中，最大的热 来自 z 。热量误差在。也 是说x 和y 的置 z 的热量误差没有 大。1. 图1（ 热量误差量 锭子 珠排列图2（ 在不 z - 50 2. z - 150 3. z - 250 4. z - 350图2 在试中不 z 坐标中热量转 过程图的 制上图表明 的热量转 明显是 所在 定的。在z1，z2，z3，的热量转 刚开始是一样的， 的 和 度的 加而 因在 最初大量的热量转 是 锭子置的 长 的，和他的 热 较长的机床件相 ， 置能更快的 热量 衡。而， 的过 ， 些象导 杆和栏样 置 定热量误差的件 来 多的 热量的转 。结 ，在不 的有不 的大小和热量 性。”是，不 坐标中的热量转 是 热量误差的准确 是精确误差补偿的 。 机床结构的 和热 以及 限条件的不 精确的数量量是 常 的。 ，在 多的实中，以经验为基础的误差 行准确 热量误差是不可能的。热量误差是 多种热 的，而有锭子 的热量被 为是最 的热 因素。 热 机床精确度的能通过 度来控制。根热量误差的改变是和 的。 一 的误差 前一 和锭子的转速。样， 如下的热量误差表现 。z 的热量误差 , 序“ , 系数 - -的锭子转速和的序是有最终的误差 标准准 定的。系数“和有 工定的。 他因为C 定在 上单一 的障碍更不容易光。为 能确定 的精确度，使 许多新的 作条件。图4是一 在新的条件下的 结 ，表明以速度为基础的自动 能在一 相 定的 下 的 热量误差。图3 热量误差的 图4 热量误差的 （1 .量结 （2 . 结 偿的规 如图15所示。 工件数控机床的程序完 ，锭子的转速和。如，隔十被 计一。样， 能通过把计 来的来的程序。因此，热量误差能在加工偿。误差补偿的有性是 许多切割试验来实的。一些表面是 低 ”动和一 小 不 转速的转 的。如图所示，表面 的 度不 来在偿。试验表明种不 2。图 5 通过程序的 补偿热量误差图 补偿的有上的是改善数控机床精确性的一 新方法。 的心是一 以锭子转速为基础的误差 ，而不是以 度为基础的 方法。通过 数控机床的加工程序，热量误差能在加工偿，”不是在实际 作中。通过使种方法，数控机床的精确度能大大的 高。参考1 , . “ “ “ . “ “ “ “ “ “ “ , 1 5 , 35 1 03 1 042 . -“ “ “ y “ 2“x “ . “ “ “ “ “ “ “ , 1 5 , 354 5 3 053 D z . “ y “ “ “ y “ y “ . , 1 , 4 1 1 4 . “ “ “ - “ “ . “ “ “ “ “ “ “ , 1 5 , 3512 1 1 “ . “ “ “ “ y “ - . “ “ “ “ “ “ “ , 1 5 , 34 52 53 和1 数控机床误差补偿的 1 大 ,1 1F A NC is by an on By C be on a of is of is to in as to to of of be by st of it to be by So is In s to on is to of s on in s , an to by or to by NC in by to of to be to it s it is to of s on of of or is on to of NC a is a of to f of is as -D a An on is to be as as C is By of is on a is of of to In of of of of of to of of in to a i. e. , 1-D is 1-D is a a of on it is as a A of s in in is on in in be in is A is on -D is on of is at a a of to of s of by f it to of z be to of by 0 s of of as a is s z 1 ,z 2 , z 3 , z 4 to 50 , - 150 , - 250 , - 350 at be by an s is So in to a of of a is of as (1) (2) (3) of by is of on of is to be in in in z on x y It of no on R）at z 1. z = - 50 2. z = - 150 3. z = - 250 4. z = - 350 s of z at z a s s at z 1 ,z 2 , z 3 , z 4 as is of s f of go to to s s. as as to As a at z at z of is an of a on is On to in by of by of is is of on be by it is of at is by of of So a of as is z ( t) at m of of t - i) at t - k m by bi by A is a in s s t an It is to to of by at is ( k = 1 , m = 0) . of is by a , z 1 , z 2 , z 3 z 4 at z 1 , z 2 , z 3 , z 4 by an So at z be to of a of an of on a It on in a of is z as as C is 0 z by is by z to z . So of is by s. h As of is to of in z It is m by of NC is of is an on on By C be in By of be S , . of NC 1995 , 35(7) 1 0631 0742 S. NC 1995 , 35(4) 5936053 A. A by 1986 , 8 (4) 1871964 H. An of on a 1995 , 35(12) 1 6691 . of on 1995 , 36(4) 5275376 李书和1 数控机床误差补偿的研究博士学位论文1 天津天津大学,19961
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