基于激光跟踪仪的机器人抛光工具系统标定

针对机器人抛光工具系统传统标定方法精度低的问题,提出了一种基于激光跟踪仪的工具系统标定新方法。介绍了机器人抛光系统,并定义了系统的一系列坐标系,为后续的讨论奠定基础。利用激光跟踪仪分别测量机器人法兰盘坐标系位姿和工具坐标系位姿,最终获得两者之间的坐标变换关系。通过试验对机器人抛光工具坐标系进行标定,取得了较好的效果,验证了该理论的有效性和正确性。     

加工中心、高速精密数控铣床的主轴设计

根据加工中心和高速精密数控铣床的加工特点，介绍了这类机床主轴部件的设计要领。     

飞秒激光跟踪仪光轴与竖轴同轴度的标定

考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度,本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法,以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先,基于几何光学原理建立了光轴与竖轴的几何误差模型,分别分析了光轴与竖轴的倾斜与平移误差对仪器测角精度的影响。然后,针对设计的仪器提出了基于旋转成像原理的光轴与竖轴同轴度的检测方法,并设计了一套同轴度检测装置。最后,基于该检测装置,通过调节两组双光楔完成了激光光轴与竖轴的倾斜与平移误差的标定。结果显示,经标定校准后激光光轴与竖轴的角度误差为3.4″;平移误差为26.1μm,得到的结果为仪器后续建立误差补偿模型奠定了基础。     

激光跟踪仪在摄像机标定中的应用

使用激光跟踪仪标定摄像机的方法主要解决2个问题:(1)如何生成传统标定方法需要使用的控制点;(2)如何精确测量控制点的三维世界坐标。在摄像机的视场中安放一块表面平整的标定板,然后把激光跟踪仪的测量光束直接投射在标定板的表面上,在标定板表面生成的指示光斑被用作标定摄像机的控制点。用激光跟踪仪测量出标定板平面的方程,然后将测量光束看作一条直线,由测量光束和标定板平面的方程求解控制点的三维世界坐标。通过实验对该方法做了验证,实验结果表明:该方法适合标定视场较大的摄像机,而且可以获得较高的测量精度。     

基于激光跟踪仪的混联机器人快速零点标定方法

研究一种新型混联机器人的快速零点标定方法。该机器人由一个3自由度并联模块及一个2自由度转头串接而成,具有刚度高、工作空间大、制造成本低等优点,如配以长行程导轨,可应用于飞机结构件自动制孔作业。介绍并联模块的拓扑结构组成,提出其逆位置分析的快速数值算法。通过建立并联模块的零点误差映射模型,侧重分析各支链零点误差对动平台位置误差的影响。在此基础上,建立基于激光跟踪仪的并联模块零点误差辨识模型,并提出兼顾辨识精度、鲁棒性及标定效率的测点选取规则。算例仿真验证了上述零点标定方法的有效性。     

德马吉数控五轴加工中心

德马吉以其优质产品和创新科技,为您日常生产提供各式解决方案：无论是汽车工业的高精度零部件,航空航天领域的发动机引擎,还是电子通讯领域的手机部件,抑或医疗器械等,无不涵盖其中。对高硬度的陶瓷、玻璃、硅和金属碳化物的超声波振动加工在全世界范围内更是独一无二。德马吉不仅产品类型丰富,更能向您提供完善全面的应用服务和应用产品。     

主轴箱体在五面加工中心上的加工

我厂五面加工中心是集立式加工中心和卧式加工中心的特点为一体的机床。其中立、卧回转头主轴箱体是该机床的主要零件,图1是机床回转头体的旋转示意图。图2是回转头主轴箱     

利用激光跟踪仪对机器人进行标定的方法

提出一种简单的利用激光跟踪仪和线性方程最小二乘解对机器人进行标定的方法。通过将机器人运动学方程线性化,建立机器人末端凸缘盘位置误差与连杆D-H参数误差的关系方程。利用激光跟踪仪确定机器人的基坐标系,并通过圆周法求解每个关节电动机的直线方程,进而可以求得机器人的连杆扭角。通过激光跟踪仪测量机器人目标点的坐标值,并通过串口获得机器人6根轴的角度值建立标定方程。通过求解此方程,获得机器人的实际D-H参数,并将此参数应用于修正系统的运动学模型,能够提高机器人的绝对精度。最后对解算过程中的误差和原因进行说明,并对机器人的误差原因进行分析,指出标定过程中需要注意和改进的几个问题。     

基于双激光跟踪仪的五轴联动激光机床空间精度检测

五轴联动机床的空间精度是衡量五轴联动机床性能的关键指标,针对五轴联动激光机床在空间精度检测过程中,因受限于五轴联动激光机床的空间结构特点而难以测量的问题,提出基于两台激光跟踪仪对五轴联动激光机床空间精度进行识别与测量的方法。两台跟踪仪分别记录五轴联动激光机床上下两部分运动轨迹,并将轨迹坐标提取出来,再将坐标值根据相同位置进行综合汇总提取,然后通过曲线拟合得到最终合成轨迹,最后用最小二乘法比较设定轨迹与实测拟合轨迹的差值,得到机床的空间轨迹精度。试验测试表明,相较于传统的激光干涉仪或连杆仪的测量方式,通过双激光跟踪仪标定拟合的方式可以更快速有效地得到五轴联动激光机床绕B、C轴进行RTCP联动的精度和空间轨迹精度,并且该方法具有较高的可操作性与重复性。     

立式加工中心及数控铣床主轴轴承御荷装置

介绍了一种立式加工中心及数控铣床主轴在执行换刀过程中,通过浮动安装在主轴箱体上的反扣环与主轴本体上端的固定拉环之间形成刚性对拉,来降低换刀过程中松刀力对主轴轴承的影响,从而有效地提高了加工中心主轴轴承精度的稳定性和使用寿命。     

Robust control synthesis for CNC machine spindle

Abstract

This paper aims to analyze the dynamic stability and build the robust controller for motorized spindle system under parametric variations, external disturbances and measurement noises. A nonlinear model has been established for the machine tool spindles. The phase portrait and bifurcation analyses are provided to show dynamical behaviors for spindle machining. The spindle operations can be dynamically stables or unstable under parameter variations and disturbances. By using the robust control synthesis, the system designers can shape the frequency responses of the desired model which satisfies both transient response and robustness against various uncertainties. In fact, the robust controller can effectively attenuate exogenous disturbances and sensor noises during machining process. Finally, the simulations results demonstrate that the presented controller provides robust stability for the spindle speeds, along with excellent abilities of noise as well as disturbance attenuations.     

精密数控车床主轴热误差建模

开展了精密数控车床主轴系统热误差补偿的实验与建模方法的研究。建立了精密数控车床主轴系统轴向与径向偏转热误差补偿模型以增强其误差补偿能力,并提高机床加工精度。构建了主轴系统热误差测试平台,应用五点法测试主轴系统热误差,使用热电偶与红外热像仪测量主轴系统温升关键点温度变化数据,应用灰色综合关联分析法实现温度敏感测点辨识。构建了基于粒子滤波重采样粒子群算法的热误差预测模型,对模型预测效果进行评价。结果表明:基于粒子滤波重采样粒子群热误差补偿模型得到的轴向热误差预测残差为-1.29μm~1.55μm,建模精度为95.04%;y向热偏转误差预测残差为-4.68×10~(-6°)~9.66×10~(-6°),建模精度为91.26%;z向热偏转误差预测残差为-5.83×10~(-6°)~8.59×10~(-6°),建模精度为93.24%。实验结果证明该热误差补偿模型具有较高的预测精度,具有较强的工程应用价值。     

数控机床热误差补偿最佳转速选择

为提高数控机床热误差补偿模型在实际工程应用中的补偿精度和稳健性,研究了热误差补偿建模时机床最佳转速状态的选择方法。首先,以Leaderway V-450数控加工中心主轴Z向为研究对象,控制机床主轴在空转状态下,以图谱和恒定转速两种方式进行了多批次实验。然后,采用模糊聚类结合灰色关联度选择温度敏感点并建立多元线性回归模型。最后,分析不同转速类型下模型的预测效果并对同种转速类型下模型预测效果进行相对评价,从而给出热误差补偿建模时机床最佳转速状态的选择方法。实验结果表明,根据国际标准中不同主轴转速类型建立的热误差补偿模型,对于机床热误差预测效果存在较大差异。根据实际工程应用选择的最佳转速状态建立的补偿模型有较好的预测效果。     

以PC为基础的CNC及其开放性

早在1984年3月,美国《控制工程》杂志就刊文预言,个人计算机(PC)将加速各种微机在工业控制中的广泛应用。今天,这个预言已成为现实。这主要归功于大量软件工作者加入到PC应用软件开发大军中。同时PC本身也发生了巨大的变化,PC的可靠性和它的计算能力飞速增长,硬件已完全标准化,做得更适合在工业环境下使用,存储器的容量和CPU的速度提至少高了至少2个数量级,当今的高速网络技术可使PC互     

Algorithm for detecting volumetric geometric accuracy of NC machine tool by laser tracker

Quick and accurate detecting the error of NC machine tool and performing the error compensation are important to improve the machining accuracy of NC machine tool.Currently,there are many methods for detecting the geometric accuracy of NC machine tool.However,these methods have deficiencies in detection efficiency and accuracy as well as in versatility.In the paper,a method with laser tracker based on the multi-station and time-sharing measurement principle is proposed,and this method can rapidly and accurately detect the geometric accuracy of NC machine tool.The machine tool is controlled to move in the preset path in a 3D space or 2D plane,and a laser tracker is used to measure the same motion trajectory of the machine tool successively at different base stations.The original algorithm for multi-station and time-sharing measurement is improved.The space coordinates of the measuring point obtained by the laser tracker are taken as parameter values,and the initial position of each base point can be determined.The redundant equation concerning the base point calibration can be established by the distance information of the laser tracker,and the position of each base point is further determined by solving the equation with least squares method,then the space coordinates of each measuring point can be calibrated.The singular matrix does not occur in calculation with the improved algorithm,which overcomes the limitations of the original algorithm,that the motion trajectory of machine tool is in a 3D space and there exits height difference between the base stations.Adopting the improved algorithm can expand the application of multi-station and time-sharing measurement,and can meet the quick and accurate detecting requirements for different types of NC machine tool.     

五轴联动数控机床中高速电主轴的热误差研究

建立了高速电主轴的一维简化模型,利用传热学中的傅里叶定律以及主轴的两个边界条件,推得主轴热源与主轴轴向热形变之间的关系。通过机器人学中的齐次坐标变换原理,建立各个运动副坐标系之间的变换矩阵,并求得数控机床各个误差量与五个联动轴补偿量之间的关系,利用该关系式即可对高速电主轴中的热误差进行补偿。     

大型数控龙门铣床几何误差补偿方法研究

针对大型数控龙门铣床几何误差的问题,建立了大型数控龙门铣床的几何误差模型,分析了大型数控龙门铣床的几何误差源;利用API(T3)激光跟踪仪高精度大尺寸的测量特点及数据处理能力,提出了X、Y、Z轴线位移误差、角位移误差及各轴间垂直度误差的辨识算法,通过激光测量与计算准确地辨识了大型数控龙门铣床的几何误差;建立了大型数控龙门铣床加工空间几何误差数学模型,采用基于对象的事件驱动机制的程序设计语言Visual Basic开发了几何误差补偿软件,实现了几何误差补偿;现场检测了大型数控龙门铣床空行程平面运动轨迹及工件的平面度。研究结果表明,该方法使平面加工精度提高了50.77%,并验证了几何误差模型的正确性及几何误差补偿方法的有效性。     

五轴数控工具磨床热变形控制策略研究

对五轴数控工具磨床进行热变形的控制是提高其加工精度的关键,在指出五轴数控工具磨床的主要热源后,分析了机床热变形对其加工精度的影响,综合误差防止与误差补偿两种方法提出了五轴数控工具磨床热变形控制的策略.     

数控技术全面支持高速复合机床精度的提升

文章概括了保证数控机床精度的三个层面的问题：支撑刚度,导向精度和定位精度与刚度。从上述三个方面,重点介绍了数控技术链的各技术环节对实现大连科德数控有限公司KDL1550FH立式车铣复合加工中心和KDW4200FH卧式铣车复合加工中心高速高精度控制的作用。