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.     

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...     

基于球杆仪的三轴数控机床热误差检测方法

热误差是影响机床加工精度的主要误差项．为了快速检测机床自身热误差，在研究机床综合误差和球杆仪检测原理的基础上，提出了一种快速有效的检测方法——球杆仪法．通过建立三轴数控机床的几何误差和热误差的综合误差模型，提出机床的几何误差和热误差的检测及分离方法，并对影响加工精度较大的主轴与Z导轨的平行度误差、标尺热变形导致的比例误差以及滚珠丝杠变形导致的周期性误差等主要热误差项进行了球杆仪圆轨迹测试法的模拟仿真，通过进行球杆仪检测实验，测得机床空载时的主轴端热漂移误差，得到其变化规律曲线．相对于传统热误差检测法，该方法简捷有效．     

一种四轴联动机床转台运动误差的快速检测及分离方法

提出了一种利用球杆仪对四轴联动机床转台误差检测及分离的快捷方法.该方法分为轴向测试和锥形测试,当轴向测试时,在转台旋转的同时,机床直线轴作同轴、同步的圆运动,称为双环测试.该测试能分离出转台的滚转误差、偏摆误差等2项转角误差,以及1项沿直线轴的线性误差.通过锥形测试,能分离出另外2项沿直线轴的线性误差,结合球杆仪的倒锥...     

变轴数控机床伸缩杆长度误差诊断的矢量法

为了探索用球杆仪诊断变轴数控机床伸缩杆误差的方法,根据球杆仪诊断传统数控机床误差的原理,提出了基于轨迹圆的矢量法,研究伸缩杆长度误差对动平台位置误差的影响.利用伸缩杆长度误差测量数据,通过图解法和位置正解的数值方法进行计算,均证明矢量法正确.该研究结果为应用球杆仪诊断变轴数控机床伸缩杆长度误差提供了可能.     

一种并联机构结构误差识别与修正的新算法

为了提高并联机床的运动精度,针对简化误差源模型（含42个误差量）,基于并联机构位置正解的快速算法提出了一种结构误差识别的新算法．首先按理论并联机构设计参数,将一球杆仪的两个球铰分别固定在保持平行的动、静平台上,令球杆仪在动平台上的球铰中心相对于静平台上的球铰中心做球面螺旋线运动．然后在此前提下根据球杆仪球杆理论计算长度与实际长度之差构造m维矢量空间,依次让每一个待识别的结构参数有一个单位增量,重点修正与实测误差相关程度最高的结构参数．并通过从测量误差向量中分离出主修正向量后的残余误差向量方法提高修正效率．经过若干轮修正,直到使修正后球杆理论计算长度与实际长度基本一致,即可认为各项误差已修正完毕．该算法只需测量球杆的长度值,大大减少了测量工作量及由此而引入的误差源．     

旋转轴与平移轴联动误差的快速测量及溯源

为了对多轴数控机床旋转轴与平移轴联动误差进行快速测量与溯源,提出了一种基于数控机床内置的光栅尺、编码器等无传感器信息的评估方法.该方法通过对数控系统的二次开发,可获取配置不同数控系统的多轴机床的无传感器信息,依据旋转轴与平移轴的联动特性,构造了具有一些球杆仪特征的虚拟杆,且规划了虚拟杆切向测试路径,并采用单旋转轴与两平移轴联动方式,进行圆度误差测试,实现了多轴数控机床旋转轴与平移轴联动误差的动态快速测量.此外,基于虚拟杆的工作原理,分别建立了联动误差关联及解耦模型,并提出了利用空间圆周图谱和小波频谱技术进行联动误差快速溯源的策略.试验结果表明,所提出的旋转轴与平移轴联动误差测试与溯源方法实用、有效,为多轴数控机床旋转轴与平移轴联动误差补偿奠定了基础.     

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。     

捷联惯性测量组件陀螺系统标定研究

对捷联惯性测量组件陀螺仪系统标定方案进行了研究.根据光纤陀螺系统静态误差参数模型,提出了一种在线组合标定方案和系统辨识算法,在线组合标定方法采用递推最小二乘算法对测试数据进行了在线处理,并通过该试验方案的仿真进行了验证,仿真结果表明这种方法是有效可行的.试验步骤简单,提高了标定的自动化水平.     

数控机床几何精度的位姿测量原理

为了获得数控机床全部的几何误差信息,根据激光跟踪仪的三维空间测量特性,提出一种数控机床几何精度位姿测量原理和几何误差分离原理。借助于一台固定安装于机床上的数控精密转台和一台激光跟踪仪获得机床运动轴的位姿信息,然后辨识出机床各项几何误差。首先,详细描述了位姿测量方法的基本原理,给出了平动轴误差测量数学模型,包括测量点、基点空间坐标的标定原理以及姿态偏差的获取步骤;然后,根据解析几何知识先后分离出3项转角几何误差和3项位置几何误差,并综合得出单个运动轴6项几何误差分离模型;最后通过数值模拟、测量实验以及对比实验验证了该原理的可行性和准确性。实验表明,采用位姿测量原理可以在2h内实现一台3轴高速数控铣床的精度检测,并准确分离出各项误差。位姿测量原理具有很高的测量精度与效率,解决了基点标定难题,且标定精度更容易提高。该原理为数控机床精度检测提供了一种新的思路,应用前景广阔。     

多点法圆度及轴系误差分离方法的若干问题

目的 论述多测头圆度及轴系测量误差分离方法的一般原理,测量误差的传播规律以及测圆精度与测头数目的关系。方法 在满足误差分离条件的前提下,增加测头和引入冗余测量方程以减小测头的读数及角位置误差对测圆精度的影响,通过误差分析及实验考察了测圆精度与测头数目的关系。     

Robot Calibration Using Active Vision-based Measurement

This paper presents an efficient robot calibration method with non-contact vision metrology. Using the coplanar pattern to calibrate camera made the active-vision-based end-effector pose measurement be a feasible and cost-effective way. Kinematic parameter errors were linearized and identified through two-step procedure, thus the singular and non-linear condition was overcome. These errors were then compensated using inverse model method. The whole calibration process is flexible, easy to implement and prevents the error propagation from the earlier stages to the later ones. Calibration was performed on MOTOMAN SV3 industrial robot. Experiment results show that the proposed method is easy to setup and with satisfactory accuracy.     

基于修正系数法的复合制导交班误差分析

在复合制导体制下,导引头预定精度是影响中末制导交班的重要因素,在分析了制导交班主要误差源的基础上,提出用修正系数法对雷达测量误差造成的中末制导交班导引头预装误差进行分析。结合真实目标运动轨迹,利用此方法仿真计算了在地面制导雷达测量误差条件下中末制导交班的导引头预定方位角和俯仰角参数及其误差。仿真结果表明,修正系数法能够准确地分析多个不同参数对中末制导交班的影响,是研究导引头预定精度问题的一种有效方法。     

A satellite clock error correction method in the wide area differential system

Based on the deep analysis of the wide area differential principle on the separation of satellite ephemeris errors and clock errors, the similarities and differences between the absolute separation of satellite ephemeris errors under time synchronization among the differential stations and relative separation of them under no time synchronization among them are analyzed. A one-station correction method of satellite clock errors including the 1st and the 2nd step correction is given under no time synchronization among these secondary stations, and the backward inference algorithm of the second correction of satellite clock errors is proposed. Through simulation analysis, satellite time service accuracy with code phase measurement can reach 5―7 ns, and that with carrier phase smoothing pseudo-range can reach 1―3 ns.     

一种增加动基座飞行器误差分离结果稳定性的半解析方法

动基座发射飞行器存在初始误差大、初始误差和工具误差强耦合等特点,相比静基座发射,其误差分离过程更为复杂针对上述问题,提出了一种增加动基座飞行器误差分离结果稳定性的半解析方法,建立了初始定位误差、初始速度误差的解析求解模型,采用了迭代方法对初始误差和工具误差进行联合求解.通过算例对比分析半解析误差分离方法和传统误差分离方法,结果表明:半解析方法中基于遥外测视位置和速度差分离初始误差,观测数据与误差量直接对应,并结合解析方法精准高效的特点,能够有效提高动基座飞行器误差分离结果稳定性.     

四热电偶法温度测量精度的初步研究

对于小空间、低雷诺数条件下高温气流的温度进行测量，四热电偶法被证明是很有效的，这里对四热电偶法的测量误差进行了理论上的分析，建立了误差的数学模型，通过理论计算和大量的实验，得出了导热误差对该方法的影响完全可以忽略不计，该方法的测量误差主要是由热电偶本身精度引起的结论，在此基础上给出了该方法的修正方法，从而使得该方法的测量精度提高了一倍，相对误差可控制在1．5％的范围内。     

一种提高电子罗盘航向和姿态测量精度的新方法

摘要： 针对电子罗盘在甚小口径终端（Very Small Aperture Terminal,VSAT）应用中出现的航向和姿态测量精度问题进行了研究.讨论了电子罗盘航向和姿态测量的基本原理,推导了姿态测量误差和航向测量误差的数学模型,分析了滚转角和航向角测量误差随俯仰角增大而增大的原因,提出了一种提高航向和姿态测量精度的新方法.仿真和实测结果表明：新方法能基本消除俯仰角对滚转角测量精度的影响,同时能有效提高航向角测量精度.在转台俯仰角30°情况下,采用新方法修正后的滚转角精度约为0.2°,航向角精度约为0.5°.     

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。     

高速进给条件下数控机床圆轨迹运动的激光非接触法误差分析

提出一种检测加工中心在高速进给条件下精度的非接触方法.以三轴加工中心为例,介绍了这种方法的数学理论基础.利用两个激光干涉仪分别测出加工空间XY、YZ和XZ平面内的坐标值和半径误差等信息,把这些数据代入已经建立的数学模型中,程序即可自动计算出机床的静态和动态误差.该方法检测时的进给速度是接触法的6倍,更适用于现代高速进给机床的精度检测,而且检测精度比接触法高,检测范围更宽.