CN109176154A - 一种制造精度高的精密器件制造系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，包括制造机床、机床误差补偿子系统、质量检测子系统和计算机，所述制造机床与机床误差补偿子系统连接，用于制造精密器件，所述机床误差补偿子系统用于对制造机床误差进行补偿，所述质量检测子系统用于对制造的精密器件的质量进行检测，并将检测结果发送至计算机，所述计算机用于显示检测结果。本发明的有益效果为：提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，实现了精密器件制造和质量检测。

Description

一种制造精度高的精密器件制造系统
技术领域
本发明涉及制造技术领域，具体涉及一种制造精度高的精密器件制造系统。
背景技术
精密器件的制造离不开制造机床。
制造机床，是制造业的核心装备之一，主要用于大型精密器件的加工，为国防军工、航空航天、水电站、核电站、再生能源、工程机械等主要工业支柱产业以及国家重点工程项目提供服务。影响制造机床加工精度的因素很多，包括机床精度、工艺、工件、夹具等，其中机床精度因素起决定性作用，影响机床精度的误差源包括几何和运动误差、力致误差、热致误差、控制系统误差等，而几何误差和热误差是影响机床精度的主要误差。制造机床的精度容易受到外界因素尤其是变化的环境条件的影响，当没有恒温控制时，环境温度会出现大的波动，环境温度引起的热源与内部热源一起产生大量的热量，导致热误差的明显增加，尤其当大型机床长时间加工时影响更严重。
发明内容
针对上述问题，本发明旨在提供一种制造精度高的精密器件制造系统。
本发明的目的采用以下技术方案来实现：
提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，包括制造机床、机床误差补偿子系统、质量检测子系统和计算机，所述制造机床与机床误差补偿子系统连接，用于制造精密器件，所述机床误差补偿子系统用于对制造机床误差进行补偿，所述质量检测子系统用于对制造的精密器件的质量进行检测，并将检测结果发送至计算机，所述计算机用于显示检测结果。
本发明的有益效果为：提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，实现了精密器件制造和质量检测。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图；
附图标记：
制造机床1、机床误差补偿子系统2、质量检测子系统3、计算机4。
具体实施方式
结合以下实施例对本发明作进一步描述。
第一优选实施例：
参见图1，本实施例的一种制造精度高的精密器件制造系统，包括制造机床1、机床误差补偿子系统2、质量检测子系统3和计算机4，所述制造机床1与机床误差补偿子系统2连接，用于制造精密器件，所述机床误差补偿子系统2用于对制造机床1误差进行补偿，所述质量检测子系统3用于对制造的精密器件的质量进行检测，并将检测结果发送至计算机4，所述计算机4用于显示检测结果。
本实施例提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，实现了精密器件制造和质量检测。
优选的，所述机床误差补偿子系统2包括一次处理单元、二次处理单元和三次处理单元，所述一次处理单元用于采集制造机床1数据和环境数据，所述二次处理单元用于根据制造机床1数据和环境数据确定制造机床1的误差，所述三次处理单元用于对制造机床1的误差进行补偿。
本优选实施例机床误差补偿子系统2基于采集的制造机床1数据和环境数据，实现了制造机床1误差的准确衡量，基于制造机床1的误差进行误差补偿，保证制造机床1的稳定性和可靠性。
优选的，所述二次处理单元包括一次处理子单元和二次处理子单元，所述一次处理子单元用于对制造机床1的运动状态进行划分，所述二次处理子单元用于根据制造机床1的运动状态确定制造机床1的误差；
所述一次处理子单元将制造机床1的运动状态划分为静止状态、主轴转动状态、沿线性轴移动状态、主轴转动且沿线性轴移动状态；
所述二次处理子单元用于根据制造机床1的运动状态确定制造机床1的误差：
将制造机床1置于直角坐标系中，根据下式计算制造机床1静止状态下的误差因子：上述式子中，RU1表示制造机床1静止状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差；所述RU1越大，表示制造机床1静止状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1主轴转动状态下的误差因子：上述式子中，RU2表示制造机床1主轴转动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，DTx表示内部热源引起的x方向的主轴误差，DTy表示内部热源引起的y方向的主轴误差，DTz表示内部热源引起的z方向的主轴误差；所述RU2越大，表示制造机床1主轴转动状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1沿线性轴移动状态下的误差因子：上述式子中，RU3表示制造机床1沿线性轴移动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，RXx表示移动轴在x方向的误差，RXy表示移动轴在y方向的误差，RXz表示移动轴在z方向的误差；所述RU3越大，表示制造机床1沿线性轴移动状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差因子： 上述式子中，RU4表示制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，DTx表示内部热源引起的x方向的主轴误差，DTy表示内部热源引起的y方向的主轴误差，DTz表示内部热源引起的z方向的主轴误差，RXx表示移动轴在x方向的误差，RXy表示移动轴在y方向的误差，RXz表示移动轴在z方向的误差；所述RU4越大，表示制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差越大；
本优选实施例二次处理子单元通过将制造机床1置于直角坐标系中，对制造机床1的运动状态进行划分，并确定相应的运动状态以及相应运动状态下的误差，为后续制造机床1进行误差补偿奠定了基础，具体的， 分别对制造机床1在静止状态、主轴转动状态、沿线性轴移动状态、主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差进行了计算。
第二优选实施例：
参见图1，本实施例的一种制造精度高的精密器件制造系统，包括制造机床1、机床误差补偿子系统2、质量检测子系统3和计算机4，所述制造机床1与机床误差补偿子系统2连接，用于制造精密器件，所述机床误差补偿子系统2用于对制造机床1误差进行补偿，所述质量检测子系统3用于对制造的精密器件的质量进行检测，并将检测结果发送至计算机4，所述计算机4用于显示检测结果。
本实施例提供了一种制造精度高的精密器件制造系统，实现了精密器件制造和质量检测。
优选的，制造精度高的精密器件制造系统还包括误差显示单元，所述误差显示单元用于显示制造机床1的误差。
优选的，所述机床误差补偿子系统2包括一次处理单元、二次处理单元和三次处理单元，所述一次处理单元用于采集制造机床1数据和环境数据，所述二次处理单元用于根据制造机床1数据和环境数据确定制造机床1的误差，所述三次处理单元用于对制造机床1的误差进行补偿。
本优选实施例机床误差补偿子系统2基于采集的制造机床1数据和环境数据，实现了制造机床1误差的准确衡量，基于制造机床1的误差进行误差补偿，保证制造机床1的稳定性和可靠性。
优选的，所述二次处理单元包括一次处理子单元和二次处理子单元，所述一次处理子单元用于对制造机床1的运动状态进行划分，所述二次处理子单元用于根据制造机床1的运动状态确定制造机床1的误差；
所述一次处理子单元将制造机床1的运动状态划分为静止状态、主轴转动状态、沿线性轴移动状态、主轴转动且沿线性轴移动状态；
所述二次处理子单元用于根据制造机床1的运动状态确定制造机床1的误差：
将制造机床1置于直角坐标系中，根据下式计算制造机床1静止状态下的误差因子：上述式子中，RU1表示制造机床1静止状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差；所述RU1越大，表示制造机床1静止状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1主轴转动状态下的误差因子：上述式子中，RU2表示制造机床1主轴转动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，DTx表示内部热源引起的x方向的主轴误差，DTy表示内部热源引起的y方向的主轴误差，DTz表示内部热源引起的z方向的主轴误差；所述RU2越大，表示制造机床1主轴转动状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1沿线性轴移动状态下的误差因子：上述式子中，RU3表示制造机床1沿线性轴移动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，RXx表示移动轴在x方向的误差，RXy表示移动轴在y方向的误差，RXz表示移动轴在z方向的误差；所述RU3越大，表示制造机床1沿线性轴移动状态下的误差越大；
根据下式计算制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差因子： 上述式子中，RU4表示制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，DTx表示内部热源引起的x方向的主轴误差，DTy表示内部热源引起的y方向的主轴误差，DTz表示内部热源引起的z方向的主轴误差，RXx表示移动轴在x方向的误差，RXy表示移动轴在y方向的误差，RXz表示移动轴在z方向的误差；所述RU4越大，表示制造机床1主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差越大；
本优选实施例二次处理子单元通过将制造机床1置于直角坐标系中，对制造机床1的运动状态进行划分，并确定相应的运动状态以及相应运动状态下的误差，为后续制造机床1进行误差补偿奠定了基础，具体的， 分别对制造机床1在静止状态、主轴转动状态、沿线性轴移动状态、主轴转动且沿线性轴移动状态下的误差进行了计算。
采用本发明制造精度高的精密器件制造系统进行精密器件制造，选取5个精密器件进行实验，分别为精密器件1、精密器件2、精密器件3、精密器件4、精密器件5，对制造效率和制造精度进行统计，同现有技术相比，产生的有益效果如下表所示：
制造效率提高 制造精度提高
精密器件1 29％ 27％
精密器件2 27％ 26％
精密器件3 26％ 26％
精密器件4 25％ 24％
精密器件5 24％ 22％
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，包括制造机床、机床误差补偿子系统、质量检测子系统和计算机，所述制造机床与机床误差补偿子系统连接，用于制造精密器件，所述机床误差补偿子系统用于对制造机床误差进行补偿，所述质量检测子系统用于对制造的精密器件的质量进行检测，并将检测结果发送至计算机，所述计算机用于显示检测结果。
2.根据权利要求1所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，所述机床误差补偿子系统包括一次处理单元、二次处理单元和三次处理单元，所述一次处理单元用于采集制造机床数据和环境数据，所述二次处理单元用于根据制造机床数据和环境数据确定制造机床的误差，所述三次处理单元用于对制造机床的误差进行补偿。
3.根据权利要求2所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，所述二次处理单元包括一次处理子单元和二次处理子单元，所述一次处理子单元用于对制造机床的运动状态进行划分，所述二次处理子单元用于根据制造机床的运动状态确定制造机床的误差。
4.根据权利要求3所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，所述一次处理子单元将制造机床的运动状态划分为静止状态、主轴转动状态、沿线性轴移动状态、主轴转动且沿线性轴移动状态。
5.根据权利要求4所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，所述二次处理子单元用于根据制造机床的运动状态确定制造机床的误差：
将制造机床置于直角坐标系中，根据下式计算制造机床静止状态下的误差因子：上述式子中，RU1表示制造机床静止状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差；所述RU1越大，表示制造机床静止状态下的误差越大。
6.根据权利要求5所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，根据下式计算制造机床主轴转动状态下的误差因子：上述式子中，RU2表示制造机床主轴转动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，DTx表示内部热源引起的x方向的主轴误差，DTy表示内部热源引起的y方向的主轴误差，DTz表示内部热源引起的z方向的主轴误差；所述RU2越大，表示制造机床主轴转动状态下的误差越大。
7.根据权利要求6所述的制造精度高的精密器件制造系统，其特征在于，根据下式计算制造机床沿线性轴移动状态下的误差因子：上述式子中，RU3表示制造机床沿线性轴移动状态下的误差因子，MHx表示外部热源引起的机床整机在x方向的热误差，MHy表示外部热源引起的机床整机在y方向的热误差，MHz表示外部热源引起的机床整机在z方向的热误差，RXx表示移动轴在x方向的误差，RXy表示移动轴在y方向的误差，RXz表示移动轴在z方向的误差；所述RU3越大，表示制造机床沿线性轴移动状态下的误差越大。
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CN114036685B (zh) * 2021-11-24 2024-04-26 哈尔滨工业大学 一种基于多体理论的超精密磨抛机床几何误差与力致误差耦合误差模型建立方法

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