机床误差的正交光栅检测及分离

提出一种提出了利用平面正交光栅进行几何误差检测的方法。以CINCINNATI750三坐标立式加工中心为对象，建立了包含21项几何误差的数控机床误差分离模型以分离出机床的单向误差。所提出的误差参数分离模型可以推广到多轴数控机床的误差分析上。测量实验表明该误差分离模型是可行的。该方法具有测量精度高，误差参数分离准确的特点。     

五轴数控机床几何误差参数辨识及实例

用三次多项式对数控机床几何误差进行拟合,建立了与数控机床几何误差模型相适应的测量方案,减少了所需辨识参数的数目,提高了测量效率;利用Matlab软件求解dX的表达式中系数矩阵的条件数,验证了测量点选取的合理性;以一台五轴数控加工中心(TTTRR)为例,对一工件进行误差测量,对其误差参数进行辨识,验证了本文的误差参数辨识方法的可行性及测量方案的合理性.     

四轴联动加工中心回转轴几何误差参数的辨识及测量

在三轴加工中心的21项几何误差参数测量和辨识基础上,借助激光双频干涉仪、高精度电动测微仪以及Renishaw公司的回转精度测量仪测定综合回转误差,并对其进行了具体分析和辨识,辨识结果表明,本方法解决了以前无法测量和分析辨识回转误差的难题,有一定理论和使用价值。     

基于球杆仪的数控机床几何误差辨识与建模

针对现有激光干涉仪的数控机床几何误差辨识与建模,操作过程复杂、建模效率低等问题,提出了一种新的基于球杆仪的数控机床几何误差辨识与建模方法.利用三平面圆弧轨迹测量法和球杆仪对误差进行测量,建立了球杆仪读数与机床各平面内对应几何误差之间的辨识模型,实现了几何误差辨识,并建立了机床综合误差预测模型.同时利用激光干涉仪建立比对实验装置,测量出机床的实际几何误差.分别将利用球杆仪辨识出的几何误差数据和激光干涉仪测量的误差分别代入机床综合误差预测模型进行对比验证.从对比结果中可以看出,利用两种方法建立的机床综合误差模型差别在3.0μm,可以满足机床误差补偿的要求.     

数控加工中心误差G代码补偿技术

提出了数控加工中心误差的G代码补偿方法，应用刚体运动学理论和齐次坐标变换技术建立了多轴数控加工中心空间误差的通用模型，把加工患具相对工件的终端误差表示为各个误差源和刀具位置的函数，给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识别方法，提出了数控加工中心三种基本运动的误差补偿算法，在立式加工中心上进行了该方法的实验，结果表明引入误差补偿后使加工中心的系统误差减小80％－90％。     

一种新型五轴加工中心误差测量装置的模型分析

讨论了测量五轴加工中心几何误差的典型R-test装置的研究现状,阐述了R-test装置的工作原理及结构,建立了该新型测量装置的理想和实际结构的数学模型,推导了传感器读数和精密中心球三向位移之间的转换矩阵.采用数值分析方法对该模型进行灵敏度分析,确定了影响该机床误差测量装置的主要误差因素,并通过Monte-Carlo方法分析了该装置的整体不确定度.     

面向再制造的多轴机床精度设计研究

精度设计是旧机床再制造方案制定的重要理论依据．以DM4500三轴立式机床为研究对象，运用多体系统理论建立了包含21项基本几何误差的精度模型．通过基本几何误差的辨识，间接建立了再制造零部件精度参数与机床空间误差之间的关系．利用精度模型和误差辨识方法，根据设定的再制造零部件的精度参数预测了机床的加工误差．在给定空间误差的条件下，提出基于BP＋GA算法的精度分配方法，实现了再制造零部件精度参数的全局优化配置．研究结果已成功应用于旧机床的再制造．     

五轴数控机床综合误差建模分析

分析了机床运动副的误差运动学原理，利用齐次坐标变换对一台包含3个移动副和2个转动副的五轴加工中心建立了误差综合数学模型．模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差，共计57个误差元素．本分析方法可为其他类型的多轴数控机床、机器人的误差综合建模及补偿提供理论参考．     

数控机床几何误差源的快速辨识方法

针对数控机床几何误差源的辨识问题,研究了基于球杆仪测量信息的机床几何误差源快速辨识方法.采用多项式模型描述机床几何误差源,建立了几何误差源与球杆仪杆长误差之间的线性映射模型.提出一种球杆仪空间误差检测轨迹,该测量轨迹使得球杆仪仅需一次安装即可实现大范围的空间测量.基于该轨迹上的误差测量数据,利用岭回归方法辨识出机床几何误差源全集.仿真与实验结果均验证了所提辨识方法的准确性与有效性,基于激光干涉仪测量方法的验证实验表明,球杆仪辨识结果与激光干涉仪测量结果的偏差在2.3,μm以下.     

数控滚齿机几何误差补偿技术研究

文章基于多体系统理论建立了数控滚齿机几何误差模型,并对其进行解耦得到了各轴独立的误差补偿量;通过激光干涉仪的12线法辨识出了数控滚齿机移动轴的几何误差元素,针对滚齿机的特殊结构提出一种新的基于球杆仪的旋转轴几何误差元素辨识方法,并结合自主开发的滚齿数控系统提出了几何误差补偿策略。     

机械零件几何误差评定的可视化探讨

根据几何误差评定的最小条件要求,建立几何误差评定的可视化系统.在Matlab软件中应用微粒群算法计算零件的几何误差,在进行数据处理的同时,对测量数据和评测结果进行两维或三维图形显示,为可视化评定几何误差创建了一个集成平台,同时为及时正确地检测出零件加工误差提供有利条件.     

一种7-DOF机械臂的结构设计及其几何位置误差分析

基于双电机伺服驱动的关节设计制造了一种7-DOF协作机械臂,建立了该型机械臂末端执行器的几何误差模型,并且基于原始参数误差独立作用原理对参数误差进行分析与合成.基于数理统计大数定律,利用蒙特卡洛的方法对几何位置误差影响因素的灵敏度进行了数值仿真计算分析,找出对机械臂几何位置误差影响程度相对较大的参数误差.通过对机械臂末端执行器的几何位置误差计算分析,可知误差在工作空间内服从瑞利分布.经过实验测量,机械臂的重复定位误差不超过0.0591mm,并且绝对定位误差服从瑞利分布是显著性的,证明了双电机伺服驱动关节具有回差小、传动精度高的特点和误差分析的正确性,为机械臂的精度设计与应用提供理论依据.     

基于误差传递模型的精密装配几何误差灵敏度分析

文中针对确定各零部件几何误差对装配精度的影响以及瓶颈装配工序等重要问题,分析了两零件装配时由于配合面表面形貌所导致的几何误差造成的零件位姿变动,确定单工序的配合误差.以此为基础,基于多体系统理论建立多工序装配过程误差传递模型,用矩阵微分法建立了几何误差对装配精度的灵敏度分析模型.该模型可以识别出多工序装配过程中对装配精度有较大影响的主要零部件几何误差,从而为精密装配精度分析以及控制提供基础,并通过实例验证了模型及分析方法的有效性.      

基于球面磨削纹理的球度误差原位判别评估方法

对高硬度球面磨床中存在的几何误差进行了数学建模并分析其对球度误差的影响规律.建立了几何误差条件下磨粒运动轨迹的数学模型,定义了磨纹交错度这一特征量并用于评定机床几何误差的大小,提出通过视觉检测球体表面磨纹的交错度,进而判断球体球度的新方法.该方法可以在加工中对球体的球度误差进行原位评估,对球体球度的在线检测和误差补偿具有重要意义.     

数控铣床几何误差测量与反向间隙补偿试验

 研究数控铣床几何误差检测及其补偿技术,对高速数控铣床工作空间中的平面误差场的检测、建模和补偿技术进行了比较系统和深入的探讨。对几何误差的基本特性,在单轴轴向运用高精度的HEIDENHAIN直线光栅进行了试验验证。结果表明,在满足基本测试条件下,误差的基本特性成立,这为提供新的误差测量方法打下了基础;针对数控铣床运动过程中的反向间隙,提出了插补运动综合几何误差的间隙补偿技术和算法,数据处理后的测量结果显示反向间隙可以很好地得到补偿。     

轴线直线度误差数学模型的仿真分析

在介绍符合定义的求解轴线直线度误差数学模型的基础上，着重对此方法进行了仿真分析，研究了安装误差，测量系统中测头的直行运动误差及其对仪器回转轴线的平行度误差等对轴线直线度误差测量结果的影响。文中建立的数学模模型和仿真研究得出的结论为研制轴线直线度误差测量仪和在线测量系统打下理论基础。     

基于插值算法的数控机床复合误差补偿技术

为提高数控机床的加工精度,提出了基于线性插值法和牛顿插值法的数控机床几何与热的复合误差建模方法,并利用数控系统外部机床坐标系的偏置功能,应用自行研发的综合误差实时补偿系统进行误差在线实时补偿.结果表明:所提出的模型具有计算简便、预测精度高等优点,可用于各种复杂加工场合中的数控机床几何误差与热误差的实时补偿.     

基于误差分解的数控机床热误差叠加预测模型及实时补偿应用

针对数控机床热误差变化复杂而难以用常规方法预测的问题,将温升过程的热误差按不同的误差因素分解为静态基准误差和温升影响误差2个部分,分别建模并叠加生成热误差整体预测模型;利用所建模型对一台典型三轴数控铣床进行热误差预测;同时,结合自主研发的误差实时补偿系统,采用模型预测值对机床热误差进行实时补偿.结果表明：所提出的模型可以准确预测温升过程中任意温度的变化状态和坐标位置的热误差;模型预测值对机床热误差的补偿效果显著,可大幅降低热误差对加工精度的影响.     

数控机床补偿误差的激光干涉仪识别技术

提出了基于数控机床的空间误差模型,用激光干涉仪测量机床工作空间中的对角线位移误差来识别机床空间误差的方法,解决了机床垂直轴roll误差的测量难题。结果表明所提出的方法测量精度高,缩短了测量时间,减少了对光学器件的需求量。