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公开(公告)号：CN118862566A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410899269.1
申请日：2024-07-05
申请人： 北京机床研究所有限公司 , 北京工研精机股份有限公司
IPC分类号： G06F30/23 , G06F30/27 , G06F119/08
摘要： 本发明公开了一种小型精密数控机床导轨冷却及其参数化设计方法，包括以下步骤：建立底座、导轨滑块三维模型，建立整体结构有限元模型，依据实际工作过程中的极限工况对底座、导轨滑块结构进行动态热力特性分析，构建关于冷却系统关键因素的评价指标，选取冷却液散热强度、散热面积，冷却管布置位置作为优化参数，导轨面平均应变为目标参数，建立结构优化设计有限元模型，基于实验模型构建的响应面模型和灵敏度结果对冷却结构进行优化设计，直接获得冷却系统最佳结构参数的组合，最大程度避免非最优解和人工经验所造成的误差，提高了所得到的最优化参数的可靠性和准确性，提高该方向导轨精度，获得更优的底座结构。
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公开(公告)号：CN118114392A
公开(公告)日：2024-05-31
申请号：CN202410090884.8
申请日：2024-01-23
申请人： 北京工研精机股份有限公司 , 北京机床研究所有限公司
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/23 , G06F111/10 , G06F119/14
摘要： 本发明公开了一种精密数控机床变密度增低频的设计方法，涉及高精密数控机床技术领域，步骤一、将机床的主要部件分解为n个有质量的质点，质点间用弹簧链接；步骤二、采用集中质量法建立机床的整机动力学模型，计算机构各部件间的相对位移以及在位移方向的刚度系数；步骤三、采用拉格朗日法建立机构的动力学数学模型，构建机构刚度矩阵，利用数值计算法得到机构的固有频率，对低阶固有频率进行质量和刚度的灵敏度分析；步骤四、依据步骤三中的灵敏度分析，找到对机构整机固有频率影响最大的质量系数与刚度系数；步骤五、依据步骤四的优化结果对机床进行质量分布和刚度分配。本发明能够优化机床低阶固有频率，对于精密机床的减振抑振意义重大。
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公开(公告)号：CN117900912A
公开(公告)日：2024-04-19
申请号：CN202410092085.4
申请日：2024-01-23
申请人： 北京工研精机股份有限公司 , 北京机床研究所有限公司
IPC分类号： B23Q23/00
摘要： 本发明公开了一种精密机床的水平刮研竖直服役方法，包括以下步骤：1)设置机床工作状态下床身支撑地脚的位置和数量；2)设置机床工作状态下工作台、横滑板和主轴箱的位置；3)在机床工作状态下基于有限元分析软件进行重力变形仿真计算，得到工作状态下Z轴导轨和Y轴导轨的变形曲线；4)将横滑板和立柱水平放置进行刮研，采用主辅支撑方式，基于有限元分析软件计算刮研状态下Z轴导轨的和Y轴导轨的变形曲线；5)利用步骤3)得到的工作状态下导轨基面的变形曲线和步骤4)得到的刮研状态下导轨基面的变形曲线，求解并绘制导轨基面刮研曲线。本发明通过补偿加工过程中机床状态变化下重力导致的导轨变形误差，从而提高加工精度。
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公开(公告)号：CN117697039A
公开(公告)日：2024-03-15
申请号：CN202410092731.7
申请日：2024-01-23
申请人： 北京机床研究所有限公司 , 北京工研精机股份有限公司
摘要： 本发明公开了一种精密机床高精度刮研方法，其特征在于，包括以下步骤：设置机床工作状态下床身支撑地脚的位置和数量；设置机床工作状态下横滑板和主轴箱的位置；在机床工作状态下基于有限元分析软件对横滑板不同位置进行重力变形仿真计算，得到横滑板在不同位置下的变形值，连接各个变形值得到Z轴导轨变形曲线f2(xi)；基于步骤3)得到的Z轴导轨变形曲线，连接Z轴导轨变形曲线首尾两点，得到理想变形曲线f1(xi)；利用步骤3)得到的机床工作状态下的Z轴导轨变形曲线f2(xi)和步骤4)得到的理想状态下的Z轴导轨变形曲线f1(xi)，求解并绘制导轨基面高精度刮研曲线。本发明通过补偿加工过程中机床状态变化下重力导致的导轨变形误差，从而提高加工精度。
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公开(公告)号：CN118211346A
公开(公告)日：2024-06-18
申请号：CN202410448445.X
申请日：2024-04-15
申请人： 北京机床研究所有限公司 , 北京工研精机股份有限公司
IPC分类号： G06F30/17 , G06F30/23 , G06F111/06
摘要： 本发明公开了一种T型床身地脚主辅支撑多目标优化方法，主要结构部件为机床床身，主辅支撑包括主支撑和辅助支撑，三点主支撑优化和多点辅助支撑优化分开进行。本发明基于多目标优化的方法，通过有限元软件对主支撑点和辅助支撑点的最优布局进行优化和确定，从而解决床身主辅支撑地脚布局问题，提高加工精度。
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公开(公告)号：CN118862567A
公开(公告)日：2024-10-29
申请号：CN202410899815.1
申请日：2024-07-05
申请人： 北京机床研究所有限公司 , 北京工研精机股份有限公司
IPC分类号： G06F30/23
摘要： 本发明公开了一种增强精密机床低频特性的立柱设计方法，包括以下步骤：建立机床整机模态分析模型，得到机床前六阶固有频率的大小和振型；依据机床整机低阶模态分析结果，确定机床的立柱为刚度薄弱部件；优化机床立柱结构，添加立柱斜支撑面，验证优化设计有效性；建立立柱三维模型，并将立柱与横梁及床身装配，进行模态分析；Plackett‑Burman实验，在仿真软件中得到各组实验的一阶固有频率，得到影响机床固有频率相关性最大的显著参数；爬坡实验，得到显著参数的最佳优化区间；开展Box‑Behnken实验，建立机床立柱显著几何参数与机床一阶固有频率及立柱质量的二次回归方程，完成机床立柱优化。本发明能够提高机床固有频率。
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公开(公告)号：CN117773605A
公开(公告)日：2024-03-29
申请号：CN202410088830.8
申请日：2024-01-23
申请人： 北京工研精机股份有限公司 , 北京机床研究所有限公司
摘要： 本发明公开了一种基于热平衡设计的精密机床用主轴箱，涉及高精密数控机床技术领域，包括主轴箱本体，主轴箱本体上部形成有主管线安装槽，主轴箱本体的下部形成有与主管线安装槽连通的主轴电机安装孔，主管线安装槽的正面具有主管线安装缺口，主轴箱本体的背面固定有丝杠滑块连接螺母；丝杠滑块连接螺母的外壁上设有加热单元，主轴箱本体背面的底端设有热变形监测用温度和位移传感单元，丝杠滑块连接螺母和主轴箱本体背面的连接处设有热平衡调节用位移传感单元。本发明使得结构热变形可被有效中和，实现了主轴箱的热平衡结构设计；本发明结构简单，安装方便，具有较高的热稳定性和导向精度。
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公开(公告)号：CN117470135B
公开(公告)日：2024-03-05
申请号：CN202311810182.4
申请日：2023-12-27
申请人： 天津大学 , 北京工研精机股份有限公司
摘要： 本发明公开了考虑位置相关几何误差去除的圆检验垂直度误差测量方法，该方法包括以下步骤：构建三轴加工中心几何误差模型；利用球杆仪进行三轴机床圆检验，从而获得球杆仪记录的杆长变化量；利用多光束激光干涉仪分别测量机床三个直线轴的位置相关几何误差，将测量得到的误差值拟合为关于X、Y及Z轴位置的多项式；将对应位置的所述多项式代入对应圆检验误差模型，在球杆仪杆长数据中去除位置相关几何误差导致的杆长变化量，去除安装误差后计算椭圆长轴与半径投影夹角，得到垂直度误差。
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公开(公告)号：CN117470135A
公开(公告)日：2024-01-30
申请号：CN202311810182.4
申请日：2023-12-27
申请人： 天津大学 , 北京工研精机股份有限公司
摘要： 本发明公开了考虑位置相关几何误差去除的圆检验垂直度误差测量方法，该方法包括以下步骤：构建三轴加工中心几何误差模型；利用球杆仪进行三轴机床圆检验，从而获得球杆仪记录的杆长变化量；利用多光束激光干涉仪分别测量机床三个直线轴的位置相关几何误差，将测量得到的误差值拟合为关于X、Y及Z轴位置的多项式；将对应位置的所述多项式代入对应圆检验误差模型，在球杆仪杆长数据中去除位置相关几何误差导致的杆长变化量，去除安装误差后计算椭圆长轴与半径投影夹角，得到垂直度误差。
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公开(公告)号：CN117470105B
公开(公告)日：2024-03-01
申请号：CN202311797748.4
申请日：2023-12-26
申请人： 天津大学 , 北京工研精机股份有限公司
摘要： 本发明公开了基于球杆仪与多光束激光干涉仪的垂直度误差辨识方法，该方法包括以下步骤：基于对偶四元数建立两直线轴联动的运动学模型与几何误差模型；基于球杆仪测量两直线轴联动过程中刀具相对于工件坐标系的实际距离，利用激光干涉仪测量两直线轴位置相关几何误差，将其拟合为关于X轴及Y轴位置的m阶多项式，并将其代入几何误差模型；通过误差辨识得到两直线轴间的垂直度误差；所提出的方法避免了位置相关几何误差的影响，从而有效辨识两直线轴间的垂直度误差。
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