基于微分变换的多轴数控机床几何误差解耦研究

基于几何误差可等效为微分运动的原理,提出了基于微分变换的多轴数控机床几何误差建模的方法;运用雅可比矩阵建立了补偿值与刀具位姿误差之间的映射关系,矩阵中的元素可通过微分变换进行求解,由此利用雅可比矩阵的广义逆建立误差解耦模型。在此基础上,设计了多轴数控机床通用的自动化解耦计算流程。最后进行了五轴联动测试轨迹的误差补偿实验,补偿后的轨迹精度得到了显著的提高,验证了误差模型及解耦算法的有效性。     

任意拓扑结构机床运动轴误差传递链建模方法

在对任意结构机床进行空间几何误差建模时,必须要获得该机床运动轴误差传递链,从而基于微分变换实现任意结构机床误差建模。通过运用多体系统理论,构建任意结构机床拓扑结构与低序体阵列,利用机床拓扑结构与低序体序列提出了机床运动轴连接支承件相对运动矩阵与机床支承件连接矩阵概念,建立了获取运动轴误差传递链的数学模型。该数学模型将描述机床拓扑结构的低序体序列与机床支承件相对运动关系结合起来,给出了获取任意机床运动轴误差传递链的建模方法。并且将利用此建模方法获得的运动轴误差传递链运用于基于微分变换的机床空间几何误差建模中,实现了对任意结构机床空间几何误差建模。最后以五轴立式加工中心为算例,验证了该运动轴误差传递链建模方法的有效性。     

基于商空间的五轴数控机床几何误差标定与补偿算法

提出了一种基于商空间和指数积的五轴数控机床几何误差标定与补偿算法。首先,利用提出的机床几何误差标定模型可以快速、准确识别出机床各运动轴的实际旋量坐标,采用商空间法去除伴随变换冗余参数,避免了旋量坐标重复正交化和归一化。其次,采用基于微分法的雅克比矩阵补偿算法,可以在不求取机床运动学逆解的情况下,对机床几何误差进行补偿。最后,通过MATLAB仿真对误差标定模型和补偿算法模型进行验证。     

几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法

针对现有误差元素灵敏度分析与后续误差补偿关联性不强的问题,建立运动轴几何误差贡献值模型并提出运动轴几何误差灵敏度分析方法,以获得本身几何误差对机床精度有很大影响的关键运动轴。结合指数积理论和坐标系微分运动理论建立基于误差敏感矩阵的运动轴几何误差贡献值模型,各运动轴几何误差贡献值相加得到机床综合误差模型;计算各运动轴误差权重分量和误差综合权重实现运动轴误差灵敏度分析,选择误差综合权重平均值最大的运动轴为机床关键运动轴,并对关键运动轴的误差补偿方法进行分析讨论。最后,在北京精雕集团的五轴加工中心上进行仿真实验验证。研究结果表明:所建立模型和所提出分析方法是有效的,且只补偿关键运动轴的几何误差贡献值能有效地提高五轴机床加工精度。     

[误差建模及精度保证方法]几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法

针对现有误差元素灵敏度分析与后续误差补偿关联性不强的问题，建立运动轴几何误差贡献值模型并提出运动轴几何误差灵敏度分析方法，以获得本身几何误差对机床精度有很大影响的关键运动轴。结合指数积理论和坐标系微分运动理论建立基于误差敏感矩阵的运动轴几何误差贡献值模型，各运动轴几何误差贡献值相加得到机床综合误差模型；计算各运动轴误差权重分量和误差综合权重实现运动轴误差灵敏度分析，选择误差综合权重平均值最大的运动轴为机床关键运动轴，并对关键运动轴的误差补偿方法进行分析讨论。最后，在北京精雕集团的五轴加工中心上进行仿真实验验证。研究结果表明：所建立模型和所提出分析方法是有效的，且只补偿关键运动轴的几何误差贡献值能有效地提高五轴机床加工精度。     

一种五轴数控机床的综合误差建模与补偿

研究五轴数控机床的综合误差建模与补偿方法。系统地分析了机床几何误差与热误差,并提出了其新的分类方法和一种直观形象的杆、副误差矩阵描述方法,根据这种误差描述方法建立了五轴数控机床的综合误差模型,最后根据矩阵微分法建立了机床综合误差补偿模型。     

数控插齿机的误差建模与误差补偿解耦

为提高数控插齿加工精度,需对其误差进行补偿。通过分析插齿机床的运动特点,建立了插齿机运动模型;基于机床误差运动学原理,推导出用齐次变换矩阵描述的刀具相对于工件的误差模型;基于小误差补偿运动假设和微分变换原理,对各轴运动副的误差补偿量与刀具相对于工件的位置及方向误差模型间存在的耦合关系进行了解耦,获得了影响插齿加工精度的各运动副位置或方向误差补偿量。     

转台-摆头式五轴机床几何误差测量及辨识

为降低转动轴几何误差对转台-摆头式五轴机床精度的影响,提出了基于球杆仪的位置无关几何误差测量和辨识方法。基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了转台-摆头式五轴机床位置无关几何误差模型,依据旋转轴不同运动状态下的几何误差影响因素建立基于圆轨迹的四种测量模式,并实现10项位置无关几何误差的辨识。利用所建立的几何误差模型进行数值模拟,确定转动轴的10项位置无关几何误差对测量轨迹的影响。最后,采用误差补偿的形式实验验证所提出的测量及辨识方法的有效性,将位置无关几何误差补偿前后的测量轨迹进行比较。误差补偿后10项位置无关几何误差的平均补偿率为70.4%,最大补偿率达到88.4%,实验结果表明所提出的建模和辨识方法可用于转台-摆头式五轴机床转动轴精度检测,同时可为机床精度评价及几何精度提升提供依据。     

龙门式多轴联动机床的几何误差建模

设计一台集加工、检测于一体的小型龙门式多轴联动加工系统,以实现小型或微小型零件的铣、钻、磨削加工。机床除了从结构上提高精度外,也采取了误差补偿的措施,通过对机床进行几何误差建模,得到几何误差模型,以便进行补偿,提高精度。     

基于结构误差补偿的多坐标机床后置变换

提出了适用于任意结构形式的多坐标数控机床运动模型的建立与反求方法，在此基础上建立了对机床几何误差进行补偿的通用后置变换。该建模与求解方法已成功应用于国家某大型企业七轴互联动车铣机床的数控系统中。     

基于极值法和重心法的离散频谱校正方法

针对多频率信号,在分析矩形窗函数的频谱泄漏特点的基础上,应用极值法搜索需校正的频率,然后用重心法求得校正后的频率、幅值和相位。该方法计算量小,能够快速找到需校正的谱线并进行校正,满足工程实时监测的需要。     

商务方法专利及商务方法的可专利性

1商务（业）方法（Business Method Patent）专利的兴起 “商务（业）方法专利”,是近一、二年来始为各国知识产权界知晓的一种新型专利。“商务方法专利”的兴起引起了各国知识产权界及司法界的极大关注。因为,按以往世界各国专利法的解释,商务方法作为一种智力活动规则和方法,不受专利保护。     

连接空腹型材的一种新方法——固体膨胀法

空腹型材、尤其是薄壁空腹型材的应用日趋广泛，传统连接方法主要有两种：焊接和螺栓连接。但他们各有其局限性：采用焊接方法要求型材必须有较好的可焊性，因此它难以在诸如铝合金、塑钢、铜、工程塑料等型材中发挥作用；螺栓连接，其强度和可靠性相对较差，并且影响外观，对型材截面还有特定要求，比如预留螺栓位置、尽可能不用曲面等。而固体膨胀法完全避免了传统连接方法的局限性，保留发展了传统连接方法的优点，具有推广应用价值。基本原理根据力学原理，被连接的薄壁空腹型材的总体强度主要取决于抵抗以下３种应力的能力：压应力：薄…     

不确定性桁架结构区间有限元分析的区间因子法

利用区间因子表征区间变量的不确定性,将区间变量表示为其均值和区间因子的乘积;根据区间运算规则,将区间分析与有限元方法相结合,提出了非概率不确定的结构的一种区间有限元分析的方法。构建了区间参数杆系结构在区间荷载作用下的分析模型,导出了结构的区间位移和区间应力响应区间变量表达式。通过算例考察了任一结构参数和荷栽的不确定性对位移和应力的影响,获得了一些有意义的结论。     

基于牛顿迭代法的显微视觉控制方法研究

在建立显微立体视觉模型的基础上,提出一种仿牛顿迭代法的视觉控制方法,通过遮代逼近的方法控制机械手运动到指定住置,同时还对迭代逼近的收敛条件及近似线性显微视觉系统的迭代误差上限进行分析推导.实验证明,本方法避免了系统的精确标定和高频率采样,具有精确度高、收敛速度快、鲁棒性好等特点,平均迭代3.5次就可以以一个像素的精度逼近目标位置.     

基于ASTFA的广义解调方法及应用

结合自适应最稀疏时频分析（ASTFA）和广义解调的优点提出了基于ASTFA的广义解调方法。该方法首先采用ASTFA对原始信号进行分解,得到分量信号及其相位函数;然后,提取该相位函数的二次项及高次项,获得解调相位函数;之后利用解调相位函数对分量信号进行广义解调;最后对广义解调后的信号进行频域分析,提取特征信息。仿真和实验分析结果表明,基于ASTFA的广义解调方法非常适用于处理多分量频率调制信号,能够有效提取滚动轴承在变速工况下的故障特征信息。     

计算机辅助协调设计的新方法--网络计划法

协调设计存在于自动机械设计的每一阶段，具有层次性，继承性和模糊性等特点，在改进已有网络计划技术的基础上，提出了计算机辅助协调设计方法，建立了能够计算自动机械工作循环时间的协调设计多级网络模型。     

基于混合法和互补滤波器的车速计算方法

针对汽车纵向速度的实时计算问题,在分析汽车纵向运动学及动力学特性的基础上,提出了一种基于混合法和互补滤波器的车速实时计算方法。为了进一步提高车速计算系统在防抱死制动系统(ABS)干扰下的性能,根据互补滤波原理设计了一种扩展计算系统。为验证算法的有效性,搭建仿真平台,进行了相关的仿真实验。仿真结果表明,所提出的算法能够实现对汽车速度的实时计算,且具有较好的抗干扰性。     

机械产品CAD系统设计需求动态响应法研究

介绍一种机械产品ＣＡＤ系统初步设计的新方法－需求动态响应地。该方法以面向 系统分析和设计方法为指导思想，针对机械产品ＣＡＤ系统用户的需求特征及动态变化的共性，结合成组技术的核心思想，通过建立用户需求分析模型，完成需求特征的分类和确定；建立了用户需求与软件开发目标的映射模型，实现用户需求向软件功能目标的映射，再通过需求与软件目标对象的动态偶联，实现机械产品ＣＡＤ系统设计对用户需求的动态响应。