一种圆柱度测量基准的误差分离方法

通过对主轴回转误差运动的分析，结合三点法圆度误差分离技术，提出了一种完全分离圆柱度测量基准误差的分离方法，即利用主轴回转轴线平均线、测量传感器及直行导轨之间的空间位置关系，建立相应的坐标系，在分离出被测截面圆度误差、最小二乘圆心初始坐标的基础上，完整地分离出影响圆柱度精密测量的径向回转运动误差和导轨的直行运动误差。该技术不仅可以消除测量基准误差对圆柱度测量精度的影响，还可以实现主轴回转误差、导轨直线度以及导轨对主轴平行度误差的精密测量，对高精度误差补偿加工和机床的精度检验也具有重要意义。     

精确的频域三点法直线误差分离技术

在经典频域三点法的基础上,提出了一种新的精确频域三点法直线误差分离技术,可以分离出更为精确的直线形状误差和直行误差运动。该方法通过构造周期函数,满足了频域法中进行Fourier变换的周期性条件,从而克服了经典频域三点法中直线形状误差的非封闭性、非周期性以及端点的不连续而引起的高阶谐波分量失真等边缘效应。实测结果验证了该方法的有效性。     

两点法在曲轴圆度误差测量中的应用

采用误差分离技术,将经典三点法演化为两点法,对曲轴轴颈圆度误差进行实时在位精确测量。实现曲轴轴颈圆度误差和工件主轴回转运动误差的有效分离,去除了工件主轴回转运动误差对圆度误差的影响,对系统的测量精度及测量误差做了详细分析。     

超精密平面度在线检测方法研究

磨削问题过实验,效性。介绍了一种用最小二乘逐次两点法对超精密平面度进行在线检测与误差分离的方法;针对平面光学玻璃设计了一套在线测量系统,所提出的方法可以精确而快速地分离出被测平面移动的导轨运动误差,通验证了该测量方法能在机床上直接测量工件的平面度误差,消除基准误差,从而保证实现在线测量的有     

基于误差分离技术的圆度误差在位测量

总结了现有用于在位圆度误差测量的误差分离技术,并对经典频域三点法、时域三点法、频域三点法的近似实现方法和频域三点法的改进实现方法的测量特点进行了评述.针对球度误差没有实现在位测量的问题,将圆度误差分离技术引伸到球度误差分离技术,并在理论上进行了探讨.     

圆度和回转运动误差的时域二点法分离技术

提出了一种圆度误差与回转误差运动临床测量与分离的新方法－时域二点法，仿真和实测结果均表明该方法快速有效。     

圆柱度的三点法测量技术

本文针对圆柱度误差的精密测量,提出了一种可分离截面圆度误差、截面半径差和截面最小二乘圆心初始位置并重构出被测圆柱形貌的方法,即三点法圆柱度误差分离与重构技术。据此方法,只要拾取3个传感器在各测量截面上的输出信号,就可以获得各截面上的测点在绝对坐标系内的位置,实现圆柱度的精密测量。同时还可以得到回转轴的纯回转运动误差和测量架的直行运动误差。     

基于三点法的主轴回转误差二次分离技术

为了提高主轴回转误差的检测精度。在原有的三点法检测对主轴回转误差和圆度误差分离的基础上,引入了振动的位移误差量,提出对主轴的回转误差量进行二次误差分离的思想,建立了基于三点法的主轴回转误差二次误差分离的数学模型。通过采用加速度传感器拾取振动的加速度信号。由此推导出振动位移误差信号。并将此误差信号从回转误差中去除。     

基于几何动态模型的圆度误差分离模拟

针对精密加工过程中影响圆度误差分离精度的问题,提出了一种基于几何动态模型的圆度误差分离模拟方法。在主轴空间运动规律的基础上,通过回转体轴心的自转和公转关系建立工件截面的几何模拟动态模型。结合三点法圆度误差分离技术实现了动态条件下的圆度误差准确表示,并分析研究了传感器安装角度与干扰误差对圆度误差分离精度的影响。数值实验分析表明,建立的几何模型分析有利于研究回转加工中圆度误差分离结果的正确性,达到了提高误差分离精度及抑制误差对加工精度影响的目的。     

转台运动误差分离与角度优化技术研究

为了解决测量转台运动误差时存在的多种误差耦合问题,提出了一种基于多点法的运动误差分离方法。首先,通过分析转台在回转过程中多自由度误差的运动特性,提出了一种端面四点误差分离方法,在分离出测量盘下表面的平面度误差的同时,可完成倾斜误差和轴向误差的解耦。然后,建立了该方法的误差传递函数,采用麻雀算法(SSA)进行优化,寻找不同阶次下受谐波抑制影响最小的最优布置角,提高了误差解耦精度。最后,通过仿真与实验的方式对该方法进行验证。仿真结果表明,端面四点误差分离方法对轴向、倾斜误差的分离精度(相对误差)分别为1.934%和9.177%。实验结果表明,分离的运动误差与转台标定误差相符合,验证了该方法能够精确获得转台运动误差。     

三点法中测头最佳角位置的确定方法

论述了三点法圆度及轴系运动误差测量系统中确定三个测头最佳角位置的方法。通过分析测头读数误差对圆度各次谐波测量精度的影响,提出了确定三个测头最佳角位置的优化策略,基于MonteCarlo思想和单纯形模式搜索方法编制了高效、高精度的寻优程序,优化得到三个测头的最佳角位置。研究表明：在误差分析的基础上对三个测头的角位置进行优化能很好地解决三点法圆度测量形状失真问题,随机模式搜索寻优是确定测头最佳角位置的有效手段。     

测头读数及定位误差对三点法圆度测量精度的影响

研究三点法测量圆度时测头的读数及角位置误差对圆度测量精度的影响。从三点法的原理出发对测量过程进行误差分析,导出了圆度测量误差方程,并通过计算机仿真详细研究了测头的读数及角位置误差对圆度测量精度的影响。圆度测量精度主要决定于读数误差;如果３个测头间的夹角选择不当,将使测头读数误差在某些谐波上被大大放大。必须恰当选择３个测头间的夹角,使读数误差对圆度各次谐波测量结果的影响都较小。     

三点法中测头角位置的精密测量方法

研究了三点法圆度及轴系误差测量中测头角位置的精密测量方法。设计了能直接测量非接触电容传感器测头实测状态下的角位置的测角系统,提出了克服测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差影响的校正方法。实验表明：采用本文提出的“多刻线”法测角精度优于1′,测头角位置测量误差及三个测头灵敏度标定误差对测量精度的影响可降致最小。     

Modeling and error analysis for assessing spindle radial error motions

The rotating accuracy of a machine tool spindle directly affects the roundness of machined parts. Commonly, a precision arbor and one or two probes are used to inspect the spindle axis error motion. When the spindle error motion is in the same order of magnitude as the accuracy of the reference arbor, it is desirable to separate the roundness error of the reference arbor from the spindle error. One of the methods used is the three-probe method. This paper presents an exact geometric model and error analysis for the conventional three-probe method. The exact model is used to show that there is an approximation error in the commonly used governing equations of the three-probe method. To reduce inaccuracy in the converted axis motion and arbor contour, the reference arbor accuracy should be at least ten times better than that of the axis motion. It is also shown that the mounting error of the probes should be less than one-fiftieth of the size of the axis motion and the arbor size. The exact geometric model developed in this paper can also be extended to analyze the accuracy of other spindle inspection or roundness measurement methods.     

基于激光三角法的圆度误差在线检测技术研究

提出了一种基于激光三角测距原理的圆度误差在线检测新方法。论述了检测系统的构成、测量原理和测量方法,讨论了主轴回转误差的分离,最后在普通车床上进行了实验验证,并用三坐标测量机作了对比测量,结果表明,两种测量方法的标准差均为0.75μm,两者间相对误差平均为4%。     

具有圆度误差的径向金属密封接触应力研究

由于加工圆度误差的影响,井下流量控制阀径向金属密封接触应力分布不均匀,从而影响密封性能。利用有限元方法研究具有圆度误差的径向金属密封唇部接触应力分布,并分析圆度误差对径向金属密封接触应力的影响;基于有限元分析结果提出径向金属密封接触应力分布的理论解析式,并进行误差分析。具有圆度误差的径向金属密封唇部接触应力分布的理论解与数值解相符,各参数引起的最大接触应力的平均相对误差约为10%。根据具有圆度误差的径向金属密封副接触应力的分布规律,提出合理的过盈量函数,修正了径向金属密封轴对称结构的悬臂梁模型的接触应力理论关系式,得出了圆度误差下的径向金属密封接触应力分布规律。研究结果为井下流量控制阀径向金属密封的设计提供了理论指导。     

三点法圆度测量精度分析

详细分析了三点法中测头的读数及角位置误差对圆度测量精度的影响。从三点法的原理出发,根据误差理论,推导了测头及位置误差在圆度测量过程中的误差传播关系式。结果表明：三点法圆度测量结果失真的根本原因在于三个测头间的夹角选择不当,使测头读数误差在某些谐波上被大大放大。为提高三点法圆度测量精度,必须恰当选择三个测头间的夹角,以使读数误差对圆度各次谐波测量结果的影响都较小。     

小波变换技术在圆度误差检测中的应用

针对圆度误差非接触检测过程中原始信号包含多频率成分的特点,提出采用小波变换进行信号的滤波处理。介绍了小波理论及快速变换算法的基本原理,讨论了运用小波变换分析处理实测信号的具体步骤。推导了基于小波变换的最小二乘圆法评定圆度误差的理论模型。并通过实验说明了小波变换处理圆度误差的方法和效果。