气浮垫的误差均化能力研究

为探究小孔节流气浮轴承的误差均化能力的主要影响因素,建立单个气浮垫的误差运动模型,并利用所定义的均化系数研究气浮垫误差运动、导轨条形状误差和气浮垫结构参数三者之间的定量关系。研究表明:对于长波长的导轨条形状误差（波数为0~1）,当波数逐渐增加时,均化系数从1逐渐降低到接近0;对于短波长的导轨条形状误差（波数为1~10）,当波数靠近或者等于正整数时,均化系数取接近于0的最小值;当波数靠近或者等于正整数加0.5时,均化系数取小于0.25的局部最大值;结构参数中,封气边宽度对误差均化能力有很大影响,气垫间隙和小孔节流器孔径对误差均化能力基本无影响;当移动速度小于10 000 mm/s时,移动速度对误差均化能力的影响微弱。     

基于误差均化功能的滚动导轨的高精度安装方法

滚动直线导轨副具有误差均化功能,但在一些精度要求比较高的场合,不适宜的安装对其精度有很大的影响,不能满足高精度的要求。1·滚动直线导轨副的误差均化功能(1)滚动直线导轨副的结构特点由运动学设计原理知设计应遵守物体相对运动数等于自由度数减去约束数;约束条件为点接触,     

使用短基准的超精密长导轨直线度误差测量方法

在超精密加工与检测技术中,高精度长导轨直线度误差的测量与补偿技术一直是一个研究重点。在系统研究现有各种导轨直线度误差测量方法的基础上,提出一种使用短基准的导轨直线度误差测量方法,将长导轨直线度误差的测量问题分解为具有一定重叠区域的数段较短导轨直线度误差的测量问题。直接利用超精密直线度物理基准测量各段导轨直线度误差,通过将各段导轨直线度误差拼接起来,重构出长导轨的直线度误差。利用空间坐标变换关系建立基于最小二乘法的直线度误差测量算法,以及相对机械运动误差对测量结果影响的数学模型,分析研究重叠区域二次采样点的匹配误差,以及测量误差、采样频率等因素对重叠区域长度选择的影响规律。对长550 mm的气浮导轨进行实际测量试验,仿真与测量试验表明上述方法简单实用,可操作性强。     

基于气浮导轨的光栅尺动态检测系统设计与误差分析

光栅尺的动态精度受到安装误差、温度、振动等环境因素影响,目前光栅尺常采用的静态检测方法并不能满足光栅尺动态运行要求.另外,对于大行程、高精度光栅尺,传统检测系统中用到的滚珠丝杠机构的结构形变会引起较大的阿贝误差,无法满足检测精度要求.针对以上问题,提出了基于速度和加速度等动态变量的光栅尺动态精度检测方法,并以外差激光干...     

分析及修正波折形导轨直线度误差的计算

用水平仪测量导轨的直线度,测得导轨的直线度数据常用坐标作图法和数学运算法处理。然而用这两种方法分别处理导轨运动曲线为波折形时,其直线度误差值会得出不同的结果。本文就这一问题予以分析,并给出修正方法使两种方法处理结果一致。 坐标作图法是最基本的方法,清楚直观;其正确性毋容置疑。本文主要分析数字运算法,其优点是不需烦琐的作图手续。其原理是将运动曲线的坐标位置进     

正交导轨垂直度误差标定方法的研究

航空航天和船舶工业的迅速发展,对直线导轨运动控制精度的要求越来越高,实现高速、高精度操作成为衡量一个控制系统的重要性能指标。针对正交直线导轨垂直度误差的标定问题进行了系统、深入地研究。将测头固定于正交导轨负载终端,对高精度方箱以等间距方式测量获得两个导轨各自的直线度误差数据,经最小二乘法拟合得到直线度误差曲线斜率,计算其垂直度误差。采用在线检测方式可大幅提高标定效率,且标定工具只需一个测头和高精度方箱,标定成本较低、易操作,可根据不同控制精度要求更换测头,灵活度大。大量实验和数据证明了该标定方法的有效性和可行性。     

机床导轨直线度误差对定位精度的影响分析

机床导轨的形状精度主要包括直线度和平面度等。若导轨的直线度和平面度超差,则会影响导轨的定位精度和重复定位精度。本文以导轨的直线度为例,研究机床导轨直线度与定位精度的关系。机床导轨的直线度误差有多种形式,有的导轨中间出现拱曲形状或凹状,有的在不同方向上出现不规则的弯曲曲线。若滑座在这种导轨上运动,滑座的运动精度会超差,影响定位精度和重复定位精度。下面以卧式车床的导轨为例,研究直线度影响定位精度的程度。     

静压导轨几何误差对运动直线度影响研究

为了提高机床的加工精度,研究液体静压导轨几何误差对运动直线度的影响规律。根据静压导轨对置油垫刚度和承载力的计算特征,建立导轨面形方程,对导轨进行运动误差分析,推导立柱运动直线度误差模型。以生产中常见的,因制造误差导致工作表面为凸型的闭式液体静压导轨为例,运用数学软件MATLAB对导轨运动误差进行曲线仿真,分析发现导轨的几何误差,如面形误差、立柱长度、导轨行程、及油垫对数对导轨运动的直线度有显著影响。最后通过实验所测的直线度曲线图和仿真进行对比,证明理论推导的正确性。     

单排节流孔气浮导轨承载力的数学模型改进与校验分析

以单排节流孔形式的气浮导轨为研究对象,在当前工程上常用的数学模型基础上提出把导轨分为主承载区和端部承载区的改进方案,并编写了相应的承载性能计算器;建立气浮导轨的有限元模型对改进方案的端部压力场进行校验,通过实验对改进方案计算的承载力进行校验。结果表明:改进方案能获得更准确的气膜压力和流场工况;改进前后的气浮导轨承载力数学模型求得承载力随气膜厚度变化的趋势与实验数据一致,但对比实验结果发现,改进后的数学模型平均偏差为13.3%,较改进前的计算精度提高约6.1%;尤其当导轨面宽度、节流孔到端部间距、节流孔间距三者有较大差值时,改进模型能更好地指导气浮平台设计。     

均化效应对转子回转误差测量的影响及分析

对涡流式位移传感器测头的均化效应进行了理论分析，指出被测转子的细微轮廓可以被均化，其回转误差的测量不受均化影响。推导了均化效应的幅频特性曲面，根据此幅频特性，对采样数据的高次成分的失真现象进行了深入分析。     

气浮导轨性能测试实验台设计与分析

在超精密气浮定位平台研究工作中,对静压空气轴承的安装位置对系统影响的研究相对较少,文中介绍了一种新型机械结构的气浮导轨性能测试实验台,实验台导轨滑架采用焊接框架组合结构,实现不同类型气浮轴承的更换及不同数量的气浮轴承的安装,形成不同结构布局的气浮导轨,能够满足多种气浮导轨的实验研究,提高了气浮导轨实验台的利用率和使用范围。此实验台具有机械精度高、系统刚度大、结构稳定性好,安装使用方便等特点。     

竖直静压圆柱导轨系统运动误差理论模型研究

针对双面抛光机床中竖直静压圆柱导轨运动误差影响被加工零件平行度的难题,提出一种基于压力油膜误差均化效应的运动误差理论模型。考虑圆柱导轨轮廓误差并对油膜厚度进行均化处理,建立圆柱导轨轮廓误差分析模型,求解各油垫的油膜承载力,量化竖直静压圆柱导轨系统在运动过程中产生的线性偏差和角度偏差。进一步,从初始设计油膜间隙、设计节流比、供油压力三个方面研究圆柱导轨轮廓误差对运动误差的影响机制。通过实验测得圆柱导轨轮廓误差曲线,并根据最小二乘法进行数据拟合,得到圆柱导轨轮廓误差函数并计算出实际倾角误差。圆柱导轨轮廓误差模型的计算结果与仿真结果相差2.4%,与实验结果相差9.2%,圆柱导轨轮廓误差模型适用于工程实践。结果表明：建立的竖直静压圆柱导轨系统运动误差理论模型精度高,可为竖直静压圆柱导轨精度分析和工程应用提供理论基础。     

整体闭式与开式气浮导轨静态性能对比分析

静压气浮导轨是精密气浮工作台的重要组成部件,其承载能力和刚度直接影响了工作台的平稳性以及所加工零件的精度.针对所设计的精密高刚度二维气浮工作台,提出采用有限差分的数值计算方法,在双边间隙总和与供气压力相同的条件下,对整体闭式及开式气浮导轨的气浮面进行整体求解计算,对比分析其压力分布、承载能力、刚度等静态性能参数.结果 ...     

定位运动平台气浮导轨设计

针对高加速度高精度定位气浮平台对气浮导轨高刚度高承栽能力的要求,采用二维线性插值和有限元法推导平面气浮空气轴承的静态性能公式,利用数学软件MATLAB编写有限元程序计算气浮导轨的静态性能并分析相关参数对静态性能的影响.有限元分析结果表明:当气浮平台中节流孔之问的排距与气浮面宽度的比值为一定值、气浮厚度为另一定值时,气浮平台的角刚度和承栽能力得到较优值.研究结果为气浮导轨的静态性能优化提供了理论参考,为气浮平台的结构优化提供了方向.     

基于激光干涉的长导轨直线度误差测量

介绍了一种基于激光干涉的长导轨直线度误差测量系统。由氦氖激光器产生激光光束,经准直后投射到被置于被测导轨上作为接收靶的楔形光学玻璃板上,产生干涉。将接收靶沿被测导轨移动,如果导轨有直线度误差,则接收靶过桥与导轨的接触点所形成的直线角度发生变化,导致干涉条纹发生移动,通过检测干涉条纹变化量就可以得到导轨的直线度误差。将光电传感器检测得到的干涉条纹移动量送入单片机系统处理,得到被测点相对于准直光束的偏移量。最后对系统进行了实测实验。实验表明:用该装置检测长度为50m的长导轨,直线度误差仅为623.103μm。     

电梯导轨直线度测量系统的研究与设计

研制了一种基于位移传感器的电梯导轨直线度测量系统,用于测量电梯导轨顶面直线度,为电梯导轨出厂提供更为精确有效的数据。介绍了该系统的组成、硬件原理以及机械装置;该系统由电阻式位移传感器对导轨的顶面直线度进行采样,经信号整形后,送给STC系列单片机12C5410AD进行处理、分析以及显示;并用最小二乘法与最小区域法对实际测量数据进行了误差判定。结果证明:该系统的测量误差满足要求,具有较高的推广与应用价值。     

机床导轨误差对机械加工品质的影响

在研究机床加工误差时有一个很重要的误差不能忽视,它就是机床导轨误差,因为机床导轨是机床各主要部件相对位置和运动的基准,其精度直接影响机床成形运动之间的相互位置关系。机床导轨误差在机械加工中影响的情况一般为:导轨在水平面内和垂直面内的直线度误差和前后导轨在垂直面内的平行度(扭曲度)误差。在了解了导轨误差后可人为地采取几种措施以减小误差,提高机床的加工精度。     

大型数控机床导轨直线度误差测量与实时补偿

以试切工件的方式研究大型数控机床导轨的直线度误差。用安捷伦激光干涉仪分别测量机床和工件的导轨直线度误差,提出一种混合建模方法。并针对FANUC CNC系统的外部坐标原点偏移功能研制了一种直线度误差实时补偿器。结果表明:通过补偿,直线度误差减少60%以上。不过为保证补偿方案的有效性,机床后续的补偿加工行程需要与误差建模行程一致。     

大跨距、小步距法测量导轨系统的导轨直线度研究

在导轨系统中,导轨的直线度误差通常可利用自准直仪或电子水平仪,采用节距法来达到误差检定的目的。而节距法只对导轨副行程相对较大的导轨系统奏效,对于文中提到的两类小行程导轨系统而言,传统的节距法则无法实现测量。针对两类跨距大而行程范围相对较小的导轨系统,笔者基于导轨系统中导轨直线度、直线度运动误差、角运动误差三者之间的相互关系,提出以大跨距、小步距法测量该类导轨系统的导轨直线度;结合双频激光干涉仪和电子水平仪测量运动部件所得到的直线度运动误差,以及对应位置下的角运动误差,处理得到了导轨系统的导轨直线度。