误差补偿技术在可持续制造中的应用

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1、试验与研究精密制造与自动化2009年第1期误差补偿技术在可持续制造中的应用12王振禄张九娥1兰州城市学院（730070）2兰州交通大学数理与软件工程学院（730070）摘要可持续制造技术是基于现代的多学科的先进科技成果的综合技术，基于信息技术的现代误差补偿技术，为应用低档次的设备制造高档次零部件提供了一条可行的技术途径。通过对精密丝杠磨削过程误差补偿系统——磨削过程卡补偿系统的功能装置及实现策略的分析，表明该补偿系统具有实用性。关键词误差补偿可持续制造精密丝杠磨削过程卡资源、环境和人口是当今全球关注的三大

2、热点控机床、精密丝杠磨床等设备中，采用误差补偿技问题，为缓解这些问题而带来的种种危害，可持续术消除重力、运动误差、热变形等的影响，能达到发展已被公认为21世纪的生产模式。可持续发展是成本低、柔性好的效果，符合可持续发展策略，不指既能满足社会的当前需求，又不危及子孙后代满会造成环境污染等弊端，符合可持续发展目标。当足他们需求的一种产业发展模式。可持续制造技术前，计算机辅助误差补偿技术正向多因素综合动态是一种符合可持续发展策略的制造技术，是基于现实时补偿方向发展，如综合补偿磨削过程的运动误代的多学科的先进科技

3、成果的综合技术，是一种环差、力变形误差、热变形误差等；对多轴联动CNC境友好的、洁净的、省资源的先进制造技术。可持机床的空间误差补偿等。续制造技术并不一定特指某一种加工方法，如传统误差补偿的实现，需综合应用传感技术、信号制造中的车削加工、磨削加工等，而是从产品制造处理技术、多传感器信息融合策略、运动合成机构的整个过程来考虑是否符合可持续发展策略。基于或系统等多学科技术。为保证良好的误差补偿效果，信息技术的现代误差补偿技术，为应用低档次的设被补偿对象的几何特征、结构稳定性或重复性是必备制造高档次零部件提供了

4、一条可行的技术途径。须保证的。误差补偿技术至少应具备3个装置，即采用误差补偿技术对欲退役的机器设备进行改造，误差信号发生装置、信号同步反向装置和运动合成可重新恢复到在役水平，延长了设备的使用寿命，装置。符合可持续发展的策略，对经济欠发达地区和中小1.1误差信号发生装置+企业的制造水平会起到很大的促进作用。用于产生被补偿对象固有误差的误差图E-t，机械制造是基础工业，是资源消耗的大户。机如图1所示，作为补偿系统中附加误差的依据。械制造属离散型生产模式，机械产品是可以拆卸成离散零部件的具有强大的再造工程的潜力

5、，它也应e1+e现有系统E运动合成2..成为可持续生产模式的基础工业。因此，有必要探e.（被补偿对象）ot3·差动螺母讨与研究可持续制造技术：它应该是在生产现场直E0输出·差动螺母接改变零件形状、尺寸、性能的高新技术；是一种ot误差E-同步·CNC系统洁净的生态型技术；是一种资源传递链延伸技术；信号反向ot发生是一种整体优化技术。…图1误差补偿系统框图1误差补偿技术误差补偿技术除了翻新退役设备外，还可用于1.2信号同步反向装置提高新设备的性能，例如三坐标测量机、多坐标数用于保证附加的误差输入与补偿对象的固

6、有误21试验与研究精密制造与自动化2009年第1期差同步反向，即在任一时刻，这两个误差理论上数的误差图，是补偿的依据。信号同步反向装置由光-值相等而相位相差180º，如图1中E-t。栅尺记下磨削过程的位置，计算机软件完成同步反1.3运动合成装置向功能。运动合成装置是自行设计制造步进电机驱用于实现附加误差运动与系统固有误差运动的动装置，实现磨床母丝杠进给的差动输入。很明显，合成，而输出为两个误差抵消后的结果，如图1中整个系统是建立在计算机控制的软件补偿基础之上0的E-t所示。的。由于功能装置的差异，补偿系统

7、的性能及构造2.1磨削过程卡生成的差异很大。对磨削过程卡可以采用几何仿真和物理仿真的方法生成，在计算机内，常采用二叉链表示法，2精密丝杠磨削的误差补偿系统存储“磨削过程卡”信息。其结构如图3所示。精密丝杠在磨削过程中，影响丝杠磨削导程误差的因素有：丝杠磨床的运动链的运动误差；磨削工件的力学模型和磨削位置等热变形引起的丝杠误差；力变形引起的丝杠导程误工件的热变形模型工件材料工件的集砂轮材料差。因为被磨丝杠的最终导程误差是上述三种误差合模型和几何仿真物理仿真传动链误差砂轮的集因素综合作用的结果，其关系具有极强

8、的非线性。冷却液合数据等为了补偿这三种误差源对丝杠磨削精度的影磨削方式等磨削过程卡响，提出一种如图2所示的补偿系统，称为“磨削磨削位置i过程卡（grindingscenario）”补偿系统。该控制系统砂轮位置（x，y，z）传动链误差EKi可分为3个主要部分，即“磨削过程卡”生成，传热变形误差EHi感器信息融合和磨削过程控制。力变形误差EFi补偿控制量ΔEi图3“磨削过程卡”的体系结构螺纹磨床计算机计算机磨削过程卡系统系统磨削过