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公开(公告)号：CN112247672A
公开(公告)日：2021-01-22
申请号：CN202011343240.3
申请日：2020-11-26
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23Q17/00 , B23Q11/12 , G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种内喷式冷却主轴精度自愈方法，属于数控机床主轴热变形技术领域。建立热电制冷器电流与机床状态参数、机床关键点温度之间的关系模型，并据此制定内喷式主轴温度场主动控制策略函数和主动控制系统；在主轴自愈时，根据关键点的温度值和机床运行状态，实时改变热电制冷器的输入电流，进而对机床温度场进行控制进而实现热倾斜误差的自愈。该方法采用热电制冷器作为主动热控制器，通过建立热倾斜误差模型和主轴自愈控制策略能够主动控制内喷式超低温加工机床热倾斜误差控制敏感点的温度，实现内喷式主轴精度自愈，具有准确性高、鲁棒性好、反应迅速的优点，解决了内喷式超低温加工机床热倾斜误差难题，提高机床的加工精度。
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公开(公告)号：CN109739182A
公开(公告)日：2019-05-10
申请号：CN201910099608.7
申请日：2019-01-31
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明提供了一种对冷却系统扰动不敏感的主轴热误差补偿方法，属于数控机床误差补偿技术领域。首先，进行基于多状态变转速的主轴模型系数辨识试验；之后，基于温度与热误差的相关性分析，确定与主轴轴向热误差关联度显著的温度测点；接着，建立对冷却系统扰动不敏感的主轴热误差模型，并基于非线性二次规划算法对模型中的系数进行有约束条件下的辨识；最后，基于OPC UA通讯协议将模型计算出的补偿值写入到数控系统中，实现主轴热误差的补偿。该方法的优点为，模型预测精度高且鲁棒性强，尤其在冷却系统频繁启动等扰动情况下仍能保持良好的补偿效果。
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公开(公告)号：CN114019903B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202111291001.2
申请日：2021-11-03
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种数控机床主轴精度自愈方法，属于数控机床主轴热变形领域。该主轴自愈系统与方法融合了热误差补偿与热误差主动调控两种抑制热误差的方法。分别以两个温度测点建立热伸长误差、热漂移误差、热倾斜误差模型，以及主动热调控系统模型，设计主动热调控系统及热误差补偿系统，并据此制定了数控机床精度自愈策略及算法。实际加工中采用热补偿方法抑制主轴轴向热伸长误差和径向热漂移误差，采用主动调控系统对主轴箱两表面进行热调控抑制主轴热倾斜误差，实现多种误差的综合补偿。该精度自愈系统与方法具有准确性高、鲁棒性好、反应迅速的优点，解决了数控机床热误差综合补偿的难题，提高了机床的加工精度。
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公开(公告)号：CN113021053A
公开(公告)日：2021-06-25
申请号：CN202110274054.7
申请日：2021-03-15
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 一种数控机床进给轴精度自愈试验装置及方法。预紧力调节螺母副包括丝杠螺母、中心体支承套筒和三个均布于套筒中的监测—执行机构。监测—执行机构由压电陶瓷促动器、柔性末端、力分布帽以及压力传感器组成。信号采集—反馈系统包括工业计算机、采集卡、电荷放大器与压电放大器。工业计算机根据输入输出电压量，采用PID控制方法实现恒预紧力闭环调控。本发明实现了丝杠螺母副预紧力的自动采集与主动调控功能，克服了现有预紧力调节装置可操控性不足、结构设计不合理等缺陷，解决了由于丝杠螺母副磨损导致的机床精度保持性下降的问题,为开展进给轴精度保持性与稳定性试验提供了基础，也对数控机床进给轴精度设计具有重要借鉴意义。
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公开(公告)号：CN113009882A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110273895.6
申请日：2021-03-15
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明属于数控机床误差补偿领域，公开一种数控机床热误差自适应补偿方法，步骤：采用激光干涉仪和温度传感器按照特定的测量方式得到进给轴的热误差及相应的关键点温度；建立多时变动态热源激励下的丝杠的热误差预测模型；采用内点法自动辨识温度场预测模型中的热特性参数；建立针对多时变动态热源激励下的热误差预测模型中摩擦生热系数Q的自适应调整模型；提出考虑丝杠螺母副短期摩擦特性变化、能实时修正摩擦生热系数Q的热误差自适应补偿方法；最后通过热误差补偿系统实现机床热误差的补偿。本发明所用数控机床热误差自适应补偿方法预测精度高，解决了短期摩擦特性变化引发的热误差补偿精度出现波动的问题，提高了热误差补偿方法的鲁棒性。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN109739182B
公开(公告)日：2020-06-16
申请号：CN201910099608.7
申请日：2019-01-31
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明提供了一种对冷却系统扰动不敏感的主轴热误差补偿方法，属于数控机床误差补偿技术领域。首先，进行基于多状态变转速的主轴模型系数辨识试验；之后，基于温度与热误差的相关性分析，确定与主轴轴向热误差关联度显著的温度测点；接着，建立对冷却系统扰动不敏感的主轴热误差模型，并基于非线性二次规划算法对模型中的系数进行有约束条件下的辨识；最后，基于OPC UA通讯协议将模型计算出的补偿值写入到数控系统中，实现主轴热误差的补偿。该方法的优点为，模型预测精度高且鲁棒性强，尤其在冷却系统频繁启动等扰动情况下仍能保持良好的补偿效果。
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公开(公告)号：CN110497245A
公开(公告)日：2019-11-26
申请号：CN201910737638.6
申请日：2019-08-12
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23Q17/00
Abstract: 本发明属于数控机床精度检测技术领域，提供了一种基于空间频率连续性原则的直线轴运动误差检测方法。该方法主要以加速度传感器采集到直线轴匀速运动过程中的加速度值为基础，通过卡尔曼滤波方法降低噪声，将加速度信号二次积分后获得位移信号进行改进的零相位高通滤波去除积分累积误差、基于空间频率连续性原则的滤波后，完成数据融合；以此获得高信噪比、精确的直线轴运动误差。本发明抗干扰能力强，设备成本较低、体积小、安装方便，操作简单，可以实现直线轴运动误差的快速又精确的检测。
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公开(公告)号：CN109623499A
公开(公告)日：2019-04-16
申请号：CN201910100940.0
申请日：2019-01-31
Applicant: 大连理工大学
Abstract: 本发明提供了数控机床几何/热误差在线测量与补偿系统，属于数控机床误差测试与补偿技术领域。该数控机床几何/热误差在线测量与补偿系统包含硬件平台和测量与补偿软件两部分。硬件平台包括单向加速度传感器、数字IC式高精度温度传感器、多通道温度数据采集器和几何/热误差测量与补偿主机。测量与补偿软件在几何/热误差测量与补偿主机中运行，实现机床几何与热误差的测试与补偿，以及与FANUC数控系统通讯。本发明的优点在于通过加速度传感器实现了几何误差的快速高效测试，而不需要昂贵的专业仪器，并可以同时对几何和热误差进行在线实时补偿。
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公开(公告)号：CN109623493A
公开(公告)日：2019-04-16
申请号：CN201910100942.X
申请日：2019-01-31
Applicant: 大连理工大学
IPC: B23Q17/00
CPC classification number: B23Q17/007
Abstract: 本发明提供了一种判定主轴实时热变形姿态的方法，属于数控机床误差测试技术领域。该方法针对目前缺乏加工过程中主轴热变形姿态实时监测的现状，首先分别应用温度传感器和位移传感器测试主轴运行时主轴箱上下表面的温度和主轴径向热误差；然后根据主轴径向热误差计算主轴箱上下表面的热变化量，并建立热变化量与主轴箱上下表面温度的模型；最后根据实时采集的主轴箱上下表面温度判定主轴实时热变形姿态。该方法的最大优点为可实现加工过程中主轴热变形姿态的实时监测。
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公开(公告)号：CN114019903A
公开(公告)日：2022-02-08
申请号：CN202111291001.2
申请日：2021-11-03
Applicant: 大连理工大学
IPC: G05B19/404
Abstract: 本发明公开了一种数控机床主轴精度自愈方法，属于数控机床主轴热变形领域。该主轴自愈系统与方法融合了热误差补偿与热误差主动调控两种抑制热误差的方法。分别以两个温度测点建立热伸长误差、热漂移误差、热倾斜误差模型，以及主动热调控系统模型，设计主动热调控系统及热误差补偿系统，并据此制定了数控机床精度自愈策略及算法。实际加工中采用热补偿方法抑制主轴轴向热伸长误差和径向热漂移误差，采用主动调控系统对主轴箱两表面进行热调控抑制主轴热倾斜误差，实现多种误差的综合补偿。该精度自愈系统与方法具有准确性高、鲁棒性好、反应迅速的优点，解决了数控机床热误差综合补偿的难题，提高了机床的加工精度。
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