基于累积法的齿轮误差评定

确定被测齿面的平均齿廓线和平均螺旋线是评定齿轮齿廓误差和螺旋线误差的关键步骤。本文介绍了以累积法为基础的平均齿廓线和平均螺旋线的参数估计方法,并给出了相应的齿轮误差评定模型、评定方法及评定实例。     

黄河动床实体模型数控加工技术试验研究

黄河动床实体模型是用于研究黄河流域演变规律及治理开发中关键技术问题和各种治理方案的模型体系,模型的准确性与上述问题的研究精度密切相关.使用分块离散成型的原理,提出了使用数控设备进行模型的分块加工,然后拼装的加工方案,并进行了相关的实验.研究表明,模型误差主要包括单块切削误差和拼接误差两部分.本试验条件下单块切削误差为:0.028 mm;6块拼接误差≤4 mm,使用重复定位校核的方法可将累积误差控制在规定范围内.     

基于离散点截形螺旋面加工原理研究

提出了基于离散点的圆柱螺旋面成形刀具计算方法，分别建立了已知螺旋面工件截形离散点数据计算成形刀具廓型的数学模型及已知刀具截形离散点数据计算由其加工的螺旋面工件的数学模型。利用累积三次参数样条法计算螺旋面工件截形及成形刀具廓型各离散点的倾斜角。分析了成形刀具的计算误差，对成形刀具数据型值点以累积三次参数样条进行插值，用双圆弧样条拟合的方法进行光顺处理。实例证明，两模型是正确性的、可行的，能够满足离散点条件下螺旋面高效率、高精度的加工要求。     

基于VB的数据处理系统处理齿距偏差和齿距累积误差

根据齿轮齿距偏差和齿距累积误差的计算方法和图解原理,利用VB程序实现数据自动处理,求得齿轮齿距偏差和齿距累积误差;结合Flash软件实现动态演示,开发了高效、形象、直观的工作系统,提高数据处理的速度和准确度,实现可视化。     

一种基于增广EKF的移动机器人SLAM方法

针对移动机器人同步定位与地图构建(SLAM)过程中系统测程法误差累积问题,采用测程法误差模型和车轮速度误差模型的映像关系,结合增广扩展卡尔曼滤波(AEKF)算法结构和实际机器人模型,提出了一种有效提高定位精度的SLAM方法。将机器人速度校正参数附加到卡尔曼滤波算法的向量空间中,以形成增广状态空间,同时预测和更新了SLAM初始状态空间和速度校正参数,笔者在线实时修正机器人的速度和航向角,避免积累航向角误差,从而降低了测程法误差。基于均方根误差和归一化估计方差进行了仿真实验分析,研究结果表明:与EKF-SLAM相比,所提出的方法具有更好的估计性能,使算法保持良好的一致性,大幅度提高了机器人自身定位精度和路标估计准确度。     

基于蒙特卡洛法的并联机床误差分析

以3-TPT并联机床为样机,就驱动杆杆长误差以及铰链点间隙误差对其运动平台位置误差的影响建立了误差模型,然后根据蒙特卡洛法对误差模型进行抽样,并用Matlab软件对其进行了仿真分析。从仿真结果可以看出,同时作用所产生的并联机床运动平台的位置综合误差在0.56～0.75mm之间,为连杆杆长误差以及虎克铰累积间隙误差的1/2.3～1/1.7,即小于输入累积误差之和。进而说明3-TPT并联机床的累积误差较小,且误差小于分别作用时的误差之和。     

近似分度法误差的产生及其预防

应用实践与分析表明,近似分度法不仅产生较大的周节累积误差,而且还产生相当大的周节偏差与大于周节累积误差的周节差。后两种误差的产生,大大限制了该法的实际应用,下面分析误差产生的机理并提出生产中应急使用时可采取的一些措施。     

基于深度相机的大场景三维重建

针对大场景三维重建中,由位姿估计的累积误差而导致的相机漂移和重建模型质量低的问题,提出了减少累积误差的方法。首先,基于由最新K对深度和彩色图像融合的模型,最小化输入RGB-D图像的几何误差和亮度误差来跟踪相机。然后,若相机位置与当前子网格的中心点距离大于给定阈值时,则将子网格平移体素单元整数倍的距离,基于新建的子网格继续跟踪相机并重建局部场景模型。最后,在子网格间以迭代步长式的方法寻找对应表面点,以对应点间的欧氏距离与亮度误差为约束,优化全局相机轨迹。基于数据集的实验结果表明,相机位姿估计精度比主流方法提升14.1%,全局轨迹优化精度提升8%。对于自采数据,本文设计的系统可减少位姿估计中的累积误差、重建高质量的场景模型。     

小型光电编码器细分误差校正方法

为提高小型光电编码器精度,设计了精码莫尔条纹信号细分误差校正方法.首先建立存在直流分量、幅值误差、波形畸变的精码光电信号的波形方程,然后利用牛顿迭代法将两路精码细分信号校正至标准的正弦和余弦信号,最后建立两路信号间的正交性误差模型,通过最小二乘法求解出正交性误差校正参数.运用本文的细分误差校正法对某16位小型绝对式光电编码器进行误差校正处理,经测试,细分误差峰峰值由校正前的160″减小到校正后的48″.实验结果表明:研究的误差校正方法可以有效地减小细分误差、提高编码器精度,对于研制小型化、高精度光电编码器具有重要意义.     

基于连续非线性损伤的航空发动机叶片疲劳研究

利用传统线性损伤累积模型对航空发动机叶片进行疲劳研究,由于不能准确描述损伤与载荷之间的关系,导致计算结果不能令人满意.而对于一般的非线性损伤模型,由于忽略扭转振动的影响而易导致在计算中引入误差.为此,基于连续损伤理论,在钛合金TC4(Ti-6Al-4V)疲劳试验中获得叶片材料的S-N曲线的基础上,对CHABOCHE提出的非线性损伤累积模型进行修正,提出适用于航空发动机叶片的连续非线性损伤模型,并验证了模型的正确性.通过与试验数据及线性损伤累积模型的结果进行比对,证明所建立的非线性损伤累积模型能够更准确地反映叶片的损伤累积过程,并利用该模型对某航空发动机叶片进行疲劳寿命预测.     

评定直线度误差数据处理方法的分析与比较

用基础的测量方法和数据处理方法对直线度误差进行评定。测量方法采用水平仪的节距法。数据处理方法采用两端点连线法、最小二乘法、最小区域法。每一种方法都分别用计算法和作图法评定直线度误差。采用不同的方法对同一组数据评定直线度误差,其结果不尽相同,并对其精度进行比较,从而得出应用这三种方法评定直线度误差的差别。     

微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转换法及误差敏感性分析

提出微操作并联机器人几何误差建模的参数误差转化法,建立正交结构6-PSS微操作并联机器人的几何误差模型,通过构造几何误差模型的Lagrange条件极值方程,对误差进行敏感性分析,最后讨论了各类参数误差在终端几何误差模型中的关联性。研究表明:所提出的方法简单明了,行之有效。     

用分度头测量圆度误差的数据处理

阐述了分度头分度测量截面圆的方法及其数据处理的办法,其中作图法为补助,计算法为最终计算圆度误差的方法。     

A Study of High-Precision CNC Lathe Thermal Errors and Compensation

This study is addressed at the thermal deformation errors resulting from temperature rise that contribute to 40%–70% of the precision errors in machining at a turning centre, and proposes an economic, accurate, and quick measurement method. It also investigates the thermal error differentials between static idle turning and in the actual cutting environment. The temperature measurement units are intelligent IC temperature sensors with correction circuits. The A/D card extracts and transforms data and saves data in the computer files, and the displacement sensor measures the displacement deviation online during cutting. The temperatures and the deviation of thermal drifts so obtained are used to establish the relationship function using multivariable linear regression and nonlinear exponential regression models, respectively. Finally, this paper compares software compensation methods for the thermal-drift relationship. As proven by experiments, the software compensation method can limit the thermal error of a turning centre to within 5 μm. Moreover, the software compensation for the thermal error relationship using a single variable nonlinear exponent regression model can reduce the error by 40% to 60%.     

Finite element simulation of flexible roll forming with supplemented material data and the experimental verification

Flexible roll forming is a promising manufacturing method for the production of variable cross section products. Considering the large plastic strain in this forming process which is much larger than that of uniform deformation phase of uniaxial tensile test, the widely adopted method of simulating the forming processes with non-supplemented material data from uniaxial tensile test will certainly lead to large error. To reduce this error, the material data is supplemented based on three constitutive models. Then a finite element model of a six passes flexible roll forming process is established based on the supplemented material data and the original material data from the uniaxial tensile test. The flexible roll forming experiment of a B pillar reinforcing plate is carried out to verify the proposed method. Final cross section shapes of the experimental and the simulated results are compared. It is shown that the simulation calculated with supplemented material data based on Swift model agrees well with the experimental results, while the simulation based on original material data could not predict the actual deformation accurately. The results indicate that this material supplement method is reliable and indispensible, and the simulation model can well reflect the real metal forming process. Detailed analysis of the distribution and history of plastic strain at different positions are performed. A new material data supplement method is proposed to tackle the problem which is ignored in other roll forming simulations, and thus the forming process simulation accuracy can be greatly improved.     

基于误差分离技术的几种圆柱度测量模型分析

对国内提出的四点法、五点法、两测头法等几种典型的基于误差分离技术的圆柱度测量模型分别进行了分析，探讨了这些测量模型中存在的一些问题。     

A comparison study of algorithms for surface normal determination based on point cloud data

Robot applications in manufacturing of aircraft sheet metal parts require real-time methods for determining the surface normal using a digitized point data set measured by a 3D laser scanner. For this reason, six archived surface normal algorithms are compared. Though using different weights, these methods are all set to determine the surface normal at a given point by averaging the surface normals of the adjacent facets. In this paper, a comparison study is designed with a nearest neighboring method searching for adjacent facets, along with the introduction of a dynamic sampling method to investigate the effect of the resolution of a data set on the accuracy of surface normal determination. Three performance indices are proposed including the total number of final data points, the number of times of up-sampling and the total computing time. Three geometric models are considered including a sphere representing an aircraft cockpit, a cylinder representing a fuselage, and an ellipsoid representing a wing. The laser scanner error is modeled by a log-normal distribution. While all the six methods can generate satisfactory results in error-free case, the simulation results indicate that in error case MWE (mean weighted equally) and MWAAT (mean weighted by areas of adjacent triangles) are not favorable while the other four methods exhibit no obvious difference.     

齿轮误差三维评定方法

研究了齿轮误差三维评定方法,以消除测量仪器定位误差对齿轮误差评定的影响,提高齿轮测量仪器的测量精度。分析了传统齿轮二维评定方法的弊端,提出将齿轮误差评定从二维评定模式转变为三维评定模式。该评定模式不再要求齿轮各项误差测量点位于特征面内,实现了三维空间内的齿轮误差测量与评定。为提高齿轮三维误差评定算法的效率,通过螺旋降维方法将三维数据降至二维数据,再对二维测量数据进行各项误差的评定。以特大型齿轮激光跟踪在位测量系统作为实验对象,对4级标准齿轮的齿廓误差进行了测量,并与传统的齿轮二维误差评定方法以及德国ZEISS公司InvolutePro软件的评定结果进行了对比。结果表明:传统齿轮二维误差评定方法有较大误差,三维齿廓评定方法与德国ZEISS公司InvolutePro软件评定结果一致,精度达到0.1μm,证明了提出的齿廓误差三维评定方法完全正确,可以消除仪器定位误差对测量结果的影响,提高了测量仪器的测量精度。     

利用激光干涉仪修正仪器定位误差的方法

介绍了一种利用激光干涉仪修正测控仪器运动轴定位误差的方法,着重从误差数据采集、误差数据处理和误差修正软件的编写3个方面,阐述了误差修正方法的具体设计和实施过程。     

数控机床空间误差球杆仪识别和补偿

提出了多轴机床空间误差的球杆仪识别方法和补偿技术。建立了机床刀尖相对工件的空间误差的误差参数模型;给出了在机床工作空间中三个互相垂直的平面内,用球杆仪测量圆周运动的半径误差结合机床的空间误差模型识别定位、直线度、角度、垂直度和反向间隙等误差参数的方法。补偿试验结果证明该误差识别与补偿方法省时有效。