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數控機床誤差實時補償技術總結

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更新時間：2015-11-29
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數控機床誤差實時補償技術總結數控機床實時誤差補償技術的學習總結
第1章緒論
制造業的高速發展和加工業的快速提高，對數控機床加工精度的要求日益提高。一般來說，數控機床的不精確性是由以下原因造成：
[1]機床零部件和結構的幾何誤差；
[2]機床熱變形誤差；
[3]機床幾何誤差；
[4]切削力（引起的）誤差；
[5]刀具磨損誤差；
[6]其它誤差源，如機床軸系的伺服誤差，數控插補算法誤差。
其中熱變形誤差和幾何誤差為最主要的誤差，分別占了總誤差的45％、20％。提高機床加工精度有兩種基本方法：誤差防止法和誤差補償法（或稱精度補償法）。
誤差防止法依靠提高機床設計、制造和安裝精度，即通過提高機床本書的精度來滿足機械加工精度的要求。由于加工精度的提高受制于機床精度，因此該方法存在很大的局限性，并且經濟上的代價也很昂貴。
誤差補償法是認為地造出一種新的誤差去抵消當前成為問題的原始誤差，以達到減小加工誤差，提高零件加工精度目的的方法。誤差補償法需要投入的費用很小，誤差補償技術是提高機床加工精度的經濟和有效的手段，其工程意義非常顯著。
誤差補償技術（Error Compensation Technique，簡稱ECT）是由于科學技術的不斷發展對機械制造業提出的加工精度要求越來越高、隨著精密工程發展水平的日益提高而出現并發展起來的一門新興技術。誤差補償技術具有兩個主要特性：科學性和工程性。
1．機床誤差補償技術可分為下面七個基本內容：
[1]誤差及誤差源分析；
[2]誤差運動綜合數學模型的建立；
[3]誤差檢測；
[4]溫度測點選擇和優化布置技術；
[5]誤差元素建模技術；
[6]誤差補償控制系統及實施；
[7]誤差補償實施的效果檢驗。
2．數控機床誤差補償的步驟：
[1]誤差源的分析和檢測；
[2]誤差綜合數學模型的建立；
[3]誤差元素的辨識和建模；
[4]誤差補償的執行；
[5]誤差補償效果的評價。
3．數控機床誤差補償技術研究的現狀：
[1]過長的機床特性檢測和辨識時間；
[2]溫度測點布置位置優化；
[3]誤差補償模型的魯棒性；
[4]誤差補償系統及實施；
[5]五軸數控機床多誤差實時補償問題。
4．數控機床誤差補償技術研究的發展趨勢：
[1]多誤差高效檢測方法；
[2]多誤差的綜合補償；
[3]多軸誤差的實時補償；
[4]實時補償控制系統的網絡化、群控化；
[5]補償的智能化與開放化。

第2章數控機床誤差及其形成機理
一、誤差的概念
1.機床誤差－機床工作臺或刀具在運動中，理想位置和實際位置的差異（機床誤差－位置誤差）,或就稱機床位置誤差。機床精度-機床工作臺或刀具在運動中，理想位置和實際位置的相符程度。
2.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。
3.運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤差。
4.機床幾何誤差--是指機床上零、部件的制造與安裝過程中因幾何尺寸、位置等產生的偏差，造成機床上某些零件位置產生偏差，從而使得機床在刀具和工件相對運動中產生位置誤差，最終表現在機床的加工精度上。運動誤差--機床運動元件（如刀具與工件）之間的相對運動所造成的誤差。
5.熱（變形）誤差--機床溫度變化引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差。
6.力（變形）誤差--機床受力（包括切削力、工件和夾具重力、裝夾力，機床部件本身重力，等等）引起變形造成的機床零件間相對位置及形狀等誤差，也稱剛度誤差。
7.加工誤差－由刀具與工件相對運動中的非期望分量引起的。
二、誤差的分類
1.分類一：靜態誤差、準靜態誤差、動態誤差、高頻誤差
2.分類二：位置誤差、非位置誤差
三、數控機床幾何誤差元素...

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