圆柱度误差虚拟测量仪的设计及OpenGL应用

介绍了虚拟测量仪技术和软件开发平台LabWindows/CVI,讨论了在设计圆柱度误差虚拟测量仪时所涉及到的采样方法、理论基础、数学模型等,采用对置两测头法误差分离技术,从而显著地降低了实际测量时对基准件的精度要求,给出了圆柱度误差虚拟测量仪的设计理念、开发实例以及OpenGL在圆柱度误差虚拟测量仪中的应用方法,所设计的虚拟测量仪的软面板可以显示圆柱度误差的三维误差图形,为分析误差产生原因,控制误差产生提供依据·     

圆柱度误差的数学描述及其测量理论

圆柱度误差的测量和评定,是进行机床故障诊断和加工误差补偿的基础。该文提出了一套圆柱度误差实时测量的新方法。通过最小二乘逼近,经数学处理推导出圆柱工件表面轮廓形状的函数表达式,并分析了各系数的物理意义。     

圆柱度误差在位测量理论和方法探讨

本文就圆柱形状误差在位测量提出了一套方法,把所得信号经数学处理,能获得精确的轴心轨迹和最小二乘圆柱表面的误差函数,可用其评定工件的圆柱度误差,进行机床故障诊断,并为误差补偿提供信息。     

数控车床上轴类零件圆柱度误差的快速测量方法研究

该文以圆柱度误差测量方法为研究对象,对现有的数控车床加工的零件圆柱度误差进行测量分析,提出通过位移传感器的方法进行圆柱度误差测量。通过该方法的使用,可以实现零件加工过程中,不需要取下零件,直接在车床上进行圆柱度误差的测量,有效地提高了数控车床零件表面圆柱度测量的精度和效率。     

大型设备主轴形位误差检测方法的研究

以普通机床和测微仪组合的检测装置可在工件加工现场对大直径圆柱件的圆度,圆柱度和同轴度等形位误差进行主动测量,并可用微机进行数据处理。     

零件圆柱面车削误差在线补偿技术

在研制的超精密车床上,提出了零件圆柱面加工的误差在线测量与补偿原理,并建立了误差补偿控制系统．实验结果表明：加工零件的圆柱度误差减少了80％．     

同轴激光束在圆柱类零件圆柱度检测方面的应用

设计了一种能够实现高精度、非接触、全场测量圆柱度的无损检测方法。利用同轴激光束的传输特性设计实验来检测圆柱零件的圆柱度误差,得到的实验结果与实验理论相吻合,证实了实验理论的正确性。并可以推广到该类零件其他形状误差的检验中,为该类零件检测研究提供了一个新方向。     

在线圆柱度高精度测量新技术

本文根据三点法基本原理，给出了圆柱度误差分离的数学模型，并在时域中用递推法求解，从而把圆柱度误差、回转误差和导轨的直线度误差分离开来．该法不必像国内外传统的方法即作正、逆ＤＦＴ，运算速度快、精度高、实时性强，适合在线测量和实时补偿．本文并给出据此模型研制的测量系统及测量数据处理结果．     

直角坐标采样时的圆柱度误差数学模型

根据国家标准中有关圆柱度误差的定义,建立了任意空间位置回转表面圆柱度误差的最小二乘数学模型,该模型的坐标原点可以任意选取,各离散采样点之间也不要求为等角度间隔·用计算机进行了仿真分析·结果表明,该模型的计算结果与仿真结果十分吻合,由评定模型引入的误差极小,可以忽略不计·在此模型基础上,采用四维无约束的最优化直接算法,可求得符合最小条件的圆柱度误差值·该模型既可用于三坐标测量机也可用于其他智能量仪测量零件的圆柱度误差·     

高速精密非圆车削的前馈补偿控制

在高速精密非圆车削时,微进给伺服机构的幅值衰减和相位滞后特性会产生较大的刀具轨迹跟踪误差,从而降低加工精度。为了减小刀具轨迹跟踪误差,达到高的加工精度,提出了一种增益—相位前馈补偿控制方法。这种方法不需要精确辨识微进给伺服机构的传递函数,只需测出其幅频和相频特性就可以实现补偿控制。理论分析结果证明,该方法可以大大减小刀具跟踪误差,而不影响控制系统的稳定性。采用增益—相位前馈补偿控制方法所完成的切削实验结果表明,微进给伺服机构的定位精度可以达到±０．０１ｍｍ。     

基于最优控制的圆度圆柱度误差精确评定

提出了一种新的圆度误差和圆柱度误差数据处理方法,建立了相应的误差数据处理优化数学模型。利用Matlab强大的优化计算功能,迅速、准确地求出圆度和圆柱度误差值。该圆度和圆柱度误差评定方法按照最小包容区域法建立,不需要使用判别准则确定。本方法尤其适用于密集测量点的数据处理。     

面向轮廓精度控制的误差补偿方法

在分析了常用几种误差补偿方法的基础上,指出基于轮廓度误差的误差补偿方法的不足.从轮廓精度与位姿误差无关的特性出发,提出了一种直接面向轮廓精度控制的误差补偿方法--几何自适应误差补偿,论述了该方法的两个组成部分--轮廓匹配和误差预估,推导出效率很高的轮廓匹配公式.仿真结果表明:所提方法可以减小轮廓误差,提高轮廓精度,并能实现高精度轨迹控制.     

圆柱度高精度测量系统的设计

首先通过对现有圆柱度的各种测量方法对比 ,比较出误差分离技术具有实现圆柱度测量的优势。然后依误差分离技术为基础 ,设计了圆柱度高精度测量所需的硬件系统和软件系统。电感测微仪、数据采集系统以及误差分离技术的使用从而保证了圆柱度误差测量结果的高精度 ,此外软件还扩充了网络采集功能     

圆柱度误差可视化的理论研究

研究了生成圆柱度误差图形所需的基础理论,建立了圆柱度误差可视化的数学模型.利用计算机图形学理论及三维线框模型,实现被测圆柱面的提取组成要素、拟合组成要素和拟合导出要素的显示;采用轴测投影变换,完成基本几何形体的实现;采用真实空间隐藏算法,解决了几何要素的图形消隐问题.根据国家标准中有关圆柱度误差的定义,建立了圆柱度误差图形显示的数学模型.根据以上的理论研究,在LabWindows/CVI软件平台上,开发了相应的软件,实现圆柱度误差的可视化.     

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。     

切削过程的位置误差补偿控制研究

本文作者运用经典控制论对切削过程的位置误差补偿控制进行了研究．接着，作者对神经网络理论中的标准反向传播算法BP作了改进并提出了IBP算法．基于IBP法，作者构造了一个用于切削过程位置误差补偿控制的多层前馈神经网络控制器，并作了仿真控制试验．研究结果表明：IBP法较标准BP法具有更快的迭代速度和收敛性质；所建的智能控制器虽然结构简单，但在误差补偿控制方面跟经典控制法相似具有一定的控制效果．     

基于平均切削厚度钛合金TC4铣削机理

选用航空领域应用最广泛的钛合金TC4,基于平均切削厚度进行大量铣削试验,通过切削温度、切削力、切削振动、切屑变形等方面研究其铣削机理.试验结果表明,平均切削厚度是影响铣削性能的重要参数;保持平均切削厚度不变,在一定范围内调整径向切削深度和每齿进给,不论是切削温度、切削力还是振动变化都很小,可以认为具有相同的切削效果.同时,还归纳出不同铣削速度段下切削温度随平均切削厚度的变化规律及切屑变形的特性,并指出选择合适的平均切削厚度进行铣削加工TC4,不仅可以提高刀具耐用度而且可以改善加工表面质量.     

加工误差对气体静压径向轴承的影响

建立了一种考虑影响气膜厚度误差、圆度和圆柱度误差的气膜厚度分布综合表达式,考虑加工误差对气体静压径向轴承的影响,进行了气体润滑有限元分析.分析表明:圆度和圆柱度误差对轴承的承载能力影响不大;气膜厚度误差为平均气膜厚度的5%时,承载能力变化约为10%.     

依靠切痕信息提高机床动态特性的判别精度

用切削颤振的极限切削宽度来衡量机床的动态特性,会受到稳定性图上早垂状规律所产生的误差以及颤振阈限不准的误差等因素的影响,使判别精度下降。依靠切痕信息,既能准确地确定颤振阈限,又能对试验得到的极限切削宽度值作合理修正,从而大幅度提高机床动态特性的判别精度。     

三传感器测量圆柱度误差的理论新探讨

本文首次采用误差分离与补偿相结合的技术,提出了用三传感器测量圆柱度误差的新计算理论,克服了传统方法丢失零阶和一阶谐波而引起较大失真的缺点。理论分析和实验结果表明:本法能准确地反映圆柱形工件的锥度变化和各测量横截面之间的轴向偏移,从而有效地提高了测量准确度。