PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

New approach to modeling geometric errors in precision manufacturing machines

Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Nowe podejście do modelowania błędów geometrycznych precyzyjnych maszyn technologicznych
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
This paper presents a new approach to modeling geometric errors in machine tools with linear rolling guideways. Modeling was performed using a finite element method. The results of the modeling were a visualization of deformations of a virtual milling machine with a cross table and with known characteristics of guide geometric errors. The simulation results show that the machine table is subject to a complex state of strain. This implies that the Abbe error during milling machine measurements can assume values dependent on the location of metrological device elements on the machine table. The calculation results were verified experimentally using real milling machines. The predictions of the computer simulation were confirmed.
PL
W artykule przedstawiono nowe podejście do modelowania błędów geometrycznych obrabiarek wyposażonych w liniowe toczne połączenia prowadnicowe. Modelowanie przeprowadzono z użyciem metody elementów skończonych. Efektem modelowania jest wizualizacja odkształceń frezarki poziomej ze stołem krzyżowym, która ma znane charakterystyki błędów geometrycznych połączeń prowadnicowych. Analiza wyników procesu symulacji wykazała, że stół takiej obrabiarki podlega złożonemu stanowi odkształcenia. Ma to istotne znaczenie praktyczne, ponieważ podczas wykonywania pomiarów błędów geometrycznych obrabiarek – błąd Abbego może przyjmować różne wartości w zależności od usytuowania przyrządów pomiarowych na stole frezarki. Wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie na rzeczywistych frezarkach. Potwierdzono przewidywania symulacji komputerowej.
Rocznik
Strony
33--44
Opis fizyczny
Bibliogr. 23 poz., rys.
Twórcy
autor
  • Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19, 70-310 Szczecin
autor
  • Szczecin University of Technology, Faculty of Mechanical Engineering, Institute of Manufacturing Engineering, Piastów 19, 70-310 Szczecin
  • SciLab Measurements Robert Jastrzębski, ul. Zacisze 53, 05-800 Pruszków
Bibliografia
  • [1] B.A. WOODY, K.S. SMITH, R.J. HOCKEN, J.A. MILLER: A technique for enhancing machine tool accuracy by transferring the metrology reference from the machine tool to the workpiece. Journal of Manufacturing Science and Engineering, 129(2007), 636-643.
  • [2] http://mtpselector.renishaw.net/en/vertical-machining-centres--8458 .
  • [3] M. NOWAK, D. JASTRZĘBSKI: Selection of kinematic structure for portable machine tool. Advances in Manufacturing Science and Technology, 36(2012)1, 33-45.
  • [4] H. SCHWENKE, W. KNAPP, H. HAITJEMA, A. WECKENMANN, R. SCHMITT, F. DELBRESSINE: Geometric error measurement and compensation of machines – An update. CIRP Annals - Manufacturing Technology, 57(2008), 660-675.
  • [5] S.H. YANG, K.H. KIM, Y.K. PARK, S.G. LEE: Error analysis and compensation for the volumetric errors of a vertical machining centre using a hemispherical helix ball bar test. Inter. Journal of Advanced Manufacturing Technology, 23(2004), 495-500.
  • [6] B. BRINGMANN, W. KNAPP: Machine tool calibration, Geometric test uncertainty depends on machine tool performance. Precision Engineering, 33(2009), 524-529.
  • [7] J.P. CHOI, B.K. MINB, S.J. LEE: Reduction of machining errors of a three-axis machine tool by on-machine measurement and error compensation system. Journal of Materials Processing Technology, 58(2004), 155-156.
  • [8] H. SCHWENKE, M. FRANKE, J. HANNAFORD: Error mapping of CMMs and machine tools by a single tracking interferometer. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 54(2005), 475-478.
  • [9] H. SCHWENKE, R. SCHMITT, P. JATZKOWSKI, C. WARMANNA: On-the-fly calibration of linear and rotary axes of machine tools and CMMs using a tracking interferometer. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 58(2009), 477-480.
  • [10] E.L.J. BOHEZ: Five-axis milling machine tool kinematic chain design and analysis. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 42(2002), 505-520.
  • [11] S. ZHU, G. DING, S. QIN, J. LEI, L. ZHUANG, K. YAN: Integrated geometric error modeling, identification and compensation of CNC machine tools. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 52(2012), 24-29.
  • [12] A.C. OKAFOR, Y.M. ERTEKIN: Derivation of machine tool error models and error compensation procedure for three axes vertical machining center using rigid body kinematics. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 40(2000).
  • [13] CH. RAKSIRI, M. PARNICHKUN: Geometric and force errors compensation in a 3-axis CNC milling machine. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 44(2004), 1283-1291.
  • [14] K. ABDEL-MALEK, S. OTHMAN: Multiple sweeping using the Denavit-Hartenberg representation method. Computer Aided Design, 31(1999), 567-583.
  • [15] P.D. LIN, CH.S. TZENG: Modeling and measurement of active parameters and workpiece home position of a multi-axis machine tool. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 48(2008), 338-349.
  • [16] B. KUMAR JHA, A. KUMAR: Analysis of geometric errors associated with fiveaxis machining centre in improving the quality of cam profile. Inter. Journal of Machine Tools & Manufacture, 43(2003), 629-636.
  • [17] O.C. ZIENKIEWICZ: The Finite Element Method, McGraw-Hill, New York (1977).
  • [18] D. JASTRZĘBSKI, P. PAWEŁKO, G. SZWENGIER: Modeling the effect of geometric errors on the static characteristics of guide rail systems. Advances in Manufacturing Science and Technology, 34(2010)4, 23-33.
  • [19] J.S. DHUPIA, A.G. ULSOY, R. KATZ, B. POWALKA: Experimental Identification of the Nonlinear Parameters of an Industrial Translational Guide for Machine Performance Evaluation. Journal of Vibration and Control, 14(2008)5, 645-668.
  • [20] P. GRUDZIŃSKI: An analysis of normal contact deformations in the basic model of a roller guideway of machine tool. Advances in Manufacturing Science and Technology, 33(2009)3, 27-40.
  • [21] P. MAJDA, G. SZWENGIER: Modeling and experimental research of machine tool geometric errors. Proc. XIV Nat. and V Inter. Scientific and Technical Conf. Metrology in production engineering, Warszawa–Pułtusk 2011, 208-213.
  • [22] P. MAJDA: Modelling of geometric errors of linear guideway and their influence on joint kinematic error in machine tools. Precision Engineering, 36(2012), 369-378.
  • [23] C. BRECHER, P. UTSCH, C. WENZEL: Five-axes accuracy enhancement by compact and integral design. CIRP Annals – Manufacturing Technology, 58(2009), 355-358.
Uwagi
EN
The work was financed from the resources for National Science Centre as research project no. N N504 670440.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-ce06739a-33bb-4a04-8e74-fb362e2897ac
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.