数控机床平面误差场的接力测量法

分析了数控机床几何误差的固有特性,提出一种使用较小范围测量仪器获得整个机床平面误差场信息的方法——接力测量法.该方法以距离机床坐标原点较近的点（该点的误差直接通过测量仪器获得）为基点,从而获得离机床坐标原点较远位置点的误差,依此类推,最终获得整个机床平面上位置点的误差信息.给出了接力测量的法则,对平面误差场中任意一点的误差,应以最少的接力次数获得,接力测量次数相同时,测量路径对测量结果影响不大.试验结果表明,在数控机床反向间隙补偿后,由接力测量产生的误差对测量结果影响很小,接力测量法具有较高的测量精度,且操作方便,能够用来进行平面误差场的标定.     

快速检测三坐标测量机垂直度误差的新方法

根据三坐标测量机空间误差与几何误差关系，使用Renishaw检查规，通过测量xy、yz和xz平面内特定圆周上各点的空间误差，可快速获得垂直度误差．使用该方法可快速、准确和方便地检测三坐标测量机垂直度误差，在安装和调试大量程三坐标测量机时，可快速检测，根据检测结果及时调整，方便快捷．     

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.     

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。     

零件加工误差与机床几何误差映射关系建模

针对机床几何误差与零件误差映射关系建模方法并未考虑刀具在加工过程中各个点位的位置偏差与姿态偏差的问题,以三轴机床为研究对象,首先利用多体系统运动学理论,建立机床刀尖点误差与刀轴矢量误差模型。然后利用单基站激光跟踪仪多次测量的方法,结合误差分离算法,辨识得到了机床的21项几何误差项,并对18项与位置有关的误差项进行拟合,构建了完整的典型三轴机床工作空间误差场。最后以凸台宽度、平面度、孔轴线位置度等典型特征,结合加工轨迹,建立起机床几何误差与尺寸误差、形状误差和位置误差的映射关系,并进行了相应的实验验证。实验结果表明:凸台宽度误差与机床刀尖点在该处的几何误差有关,11个点位的凸台宽度误差测量值与计算值相差在5μm以内;"之"字型铣削平面度误差分析要先进行刀具轨迹离散化,然后将刀具圆周离散化,计算刀具圆周含有误差的点,通过点位筛选原则,选择真正属于加工表面的点,对这些点利用最小二乘法计算平面度,平面度误差计算值与测量值相差2μm以内;孔轴线位置度误差分析要考虑钻孔过程中不同位置处刀尖点误差与刀轴姿态误差,以二者为基础构建孔轴线方程,通过代入检测平面的高度以获取相应高度处圆心偏差,孔轴线位置度误差计算值与测量值相差5μm以内。     

数控车床的几何误差

本文给出了数控车床的几何误差模型和一台数控车床的实测数据。由于选择通过主轴旋转轴线的水平面作为测量平面,同时把激光测量元件安装在刀具的位置,从而使得测量工作和公式推导大为简化。实验数据表明,数控车床的几何误差值可以大大超过人们估计的值;非实时的补偿可以显著地减小数控车床的几何误差。     

平面度误差的遍历搜索算法

结合平面度误差的几何特征,提出了平面度误差的遍历搜索算法。首先,选择被测平面的3个边缘点为参考点,分别以参考点为基准,在垂直于被测平面的方向上建立扩展区域并设置一系列的等分点,以一个扩展区域上的等分点逐次遍历连接另外两个扩展区域上的等分点,构造出一系列的辅助平面;然后,依次以这些辅助平面为假设理想平面,计算所有测量点与这些理想平面之间距离的极差,极差最小的辅助平面即为被测平面最小区域拟合的理想平面,从而实现平面度误差的最小区域评定。阐述了平面度误差遍历搜索算法的原理和实现过程。实例结果表明:该算法具有较好的稳定性、准确性及实用性,可直接应用于平面度精密测试仪器中。     

丝网印刷XY-Theta并联平台的定位精度分析及标定

针对一种特殊的用于丝网印刷的平面三自由度并联对位平台,提出了一种改进的误差建模和运动学标定方法.首先,利用平面对位机构的特点,结合矢量法和解析法,构造出动平台位置、姿态误差与几何误差之间的映射关系,得到了误差雅克比矩阵.然后,通过灵敏度分析,评估了各个几何误差源对终端位姿误差的影响.接着,通过辨识性分析,确定了标定几何误差源,随机选取多个位形建立误差辨识矩阵来对几何参数误差进行辨识.Matlab仿真结果显示,辨识值与设定值间的误差小于5%.最后,利用双频激光干涉仪、千分表等测量工具进行运动学标定实验,结果初步验证了标定方法的有效性和实用性.     

基于运动轨迹测量的加工中心几何误差控制

利用机器人运动学的齐次坐标变换原理和小角度假设,建立了三轴立式从加工中心刀尖到工件的封闭矢量链,推导出包含21项几何误差的三轴立式加工中心几何误差模型,给出基于运动轨迹误差测量的几何误差辨识方法。建立的基于运动轨迹误差测量的几何误差模型可以推广应用到其他型式的数控机床误差的建模、辨识和控制中。     

基于分步对角线的数控机床误差辨识新方法

机床空间位置误差的测量和补偿是提高加工精度的重要手段。分析了数控机床的各项误差元素,建立了数控机床的空间定位误差模型;详细阐述了分步体对角线法用于误差检测和分离的原理,以及不能对机床误差完全辨识的不足。将分步对角线法引入平面测量,分析6条面对角线与位置误差间的关系,提出了一种新的辨识机床各分项误差的方法。该方法操作简单、效率高、所需元件少;不仅可以反映机床的几何精度,而且完全分离出了机床的各项误差元素,为数控机床的空间位置误差补偿提供了理论基础。     

坐标测量机的点位误差测量和一种简便的精度检定方法

三坐标测量机机器精度的标示和检定,一直是一个比较困难的问题。本文通过对影响测量机机器精度的误差因素及其影响作用的讨论,提出应以空间点位误差来标示测量机的精度,并提出了空间点位误差的测量方法。作者按照此法,用平尺和量块构成“L”型检具,方便地实现了一台中等尺寸的生产型测量机的机器精度的检定。结果表明,此法是经济有效的,特别适合于大型测量机的精度评定。     

悬臂式结晶器坐标测量机的数学模型

为提高悬臂式三坐标测量机的测量精度,对其各项误差源进行了分析,使用齐次坐标变换理论建立了测量机的准刚体测量模型,并在其基础上建立了几何误差模型对影响测量机精度较大的21项几何误差进行补偿。以在不提高制造成本的情况下,提高测量机的整体精度。该数学模型为悬臂式三坐标测量机的误差补偿技术提供了理论依据。     

数控车床两轴联动系统空间误差建模技术

利用齐次变换对数控车床两轴联动系统的几何误差进行了系统分析,根据小溜板坐标系的不同建立方法分两种情况分析了整个建模过程,论述了两轴间的正交误差对空间误差的影响,建立了两轴联动系统空间误差的数学模型,并利用该数学模型计算出某台数控车床两轴联动系统的空间误差.该分析方法可应用到其他机器设备空间误差的建模中.     

卧式加工中心空间误差对制造误差敏感度分析

该文旨在分析影响卧式加工中心空间误差的关键制造误差,为机床零件公差分配提供依据。用齐次坐标变换的方法建立了机床空间误差模型,分析了机床各轴几何误差在机床空间误差中的传递积累;用统计方法分析了直线进给轴制造误差对几何误差的影响,得到了直线进给轴几何误差公差分析的经验表达式。结合机床空间误差模型和单轴公差分析,计算得到了机...     

坐标测量机的空间误差检测及误差修正

如何简单、迅速地获取坐标测量机的机构误差,并对其进行软件修正,是近年来国内外学者研究的一个重要课题。本文研究了三坐标测量机的误差修正理论及用三维检具检测测量机误差的方法,提出了空间球检具晶格移位法误差检测原理和多项式拟合的误差函数获得方法,并将其应用于一台中型的坐标测量机的误差修正中,收到了满意的效果。     

基于体对角线机床位置误差的激光矢量测量分析

机床空间位置误差的测量和补偿是提高加工精度的重要手段。通过分析机床沿4条体对角线的位移误差与空间位置误差间的矢量关系，提出了利用体对角线多步运动测得的位移误差分离机床运动轴位置误差的矢量分析方法。分析结果表明，新方法不仅可以反映机床的几何精度，而且可以快速分离出3个运动轴的9项位置误差，为实施数控机床的空间位置误差补偿提供了理论基础。     

高速扫描三坐标测量机动态误差模型

用三坐标测量机进行高速扫描测量时,由于机体的振动全产生较大的动态误差。本文研究了扫描三坐标机在高速运动中的动态特性。找出了产生动态误差的根源。文中根据过程辩识原理,将三坐标测量机看作线性动力系统,用实验方法建立了动态误差的ＡＲＭＡ模型,并将Ｋａｌｍａｎ滤波器应用于模型之中,消除了测量噪声对参数辨识的影响,提高系统辨识的的精度。最后对一台移动知式三坐标测量机成功地进行了动态误差补偿,减小动态误差６０     

柔性三坐标测量臂的标定技术研究

给出了一种柔性三坐标测量臂的机械结构、测量方程以及测量误差线性模型，依据高精度正交三坐标测量机提供的标准，运用最小二乘参数辨识法对测量臂进行标定，并较好地解决了测量臂基准坐标系与高精度正交三坐标测量机的坐标系不能完全重合的问题．给出了标定实验结果，并对结果进行了检验．由于所研制的测量臂采用了比较稳定的机械结构以及输出比较稳定的角度编码器，因此标定效果比较明显．比较标定前后的结果，所使用的标定模型能使测量臂的测量精度提高约20倍，具有较好的标定效果及实用性。