滚动导轨副的运动误差分析

为研究滚动导轨副几何误差与运动误差之间的映射关系,构建出双导轨四滑块滚动导轨副的运动误差分析模型。通过运动误差分析模型的位姿误差等效方程,将运动部件位姿误差等效为四滑块中滚动体的误差变形。基于赫兹接触理论,建立运动部件的滚动体静力平衡方程,联立求解误差等效方程与静力平衡方程得出滚动导轨副的运动误差。根据运动误差分析模型,分析了导轨几何误差影响下的滚动导轨副运动误差变化规律。最后,建立滚动导轨副的有限元模型。经有限元模型与运动误差分析模型计算结果的对比,验证了文中所建模型的有效性。     

基于模糊故障树的数控龙门铣床加工误差分析与试验

针对数控龙门铣床加工中出现的平面度误差问题进行研究与改进,分析工艺系统因素产生的误差,建立加工平面误差的模糊故障树,通过下行法对其进行简化分析,定性分析影响加工平面度误差的最小割集,运用模糊隶属函数定量分析顶事件的发生概率及底事件的发生概率重要度,确定主要因素为工作台形位误差、定位元件误差、热变形等。使用激光测量技术对安装的工作台平面进行矩形布点测量,根据采集数据建立基于最小二乘法的数学模型,运用Matlab软件定性分析平面度的评定,并对超差区域进行改进,最终实现了机床装配与使用要求。     

多轴机床几何误差建模与补偿技术的研究

基于多体系统运动学理论,分析了多轴机床的拓扑结构关系及各个运动轴的误差项元素,建立了多轴机床运动空间的几何误差模型。基于Labview开发了误差补偿平台,进行了误差补偿试验。通过对比补偿前后各轴线性定位误差和补偿前后的数控加工代码,验证了所建立的误差模型的正确性,且该补偿方法是可行的。     

基于内置传感器的数控机床动态加工误差测量方法

以HJ044双转台型五轴联动数控机床为例,以机床内置传感器信息和多体系统理论为基础,建立了刀具相对工件的运动学模型,提出了一种基于内置传感器信息的动态加工误差测量方法。该方法利用机床编码器或光栅尺等机床内置传感器信息获取机床各轴运动位移,并结合机床运动学模型,测量由机床的动态特性引起的加工误差。并通过实验表明该方法是一种简单有效的数控机床动态加工误差测量方法。     

机床的直线运动误差建模与敏感性分析

以多体理论和齐次坐标变换为基础,表征了机床部件间相对运动及运动误差,建立了运动条件下的机床运动误差模型,给出了机床动态敏感性分析的关键步骤,依托该模型对机床的动态敏感性进行分析。结果表明:在不同情形下,敏感度呈现方向大小不变、方向和大小均改变的结果。基于机床的动态精度灵敏度分析,建立了机床动态精度预测模型,模拟多部件运动误差输入,得到了机床刀具轨迹。     

基于多体系统理论的闸式剪板机误差分析

板料制品的制造精度取决于剪板机床的剪切精度,在设计制造过程对剪板机的位置和运动模型进行准确表达和分析有利于改善板料成形精度。以闸式剪板机为研究对象,基于多体系统理论,对闸式剪板机的拓扑结构和几何结构进行了描述;给出了其重要组成构件之间的位姿、运动和误差的表达式,建立了闸式剪板机的运动模型;以一阶敏感度函数为理论基础,对求出的运动模型进行了敏感度分析;找出了位置误差和运动误差的主要误差源,为闸式剪板机设计制造过程中的误差控制和补偿提供了理论依据,并据此在闸剪结构设计中采用三点支承、斜面导轨等措施,有效提高了机床精度。     

直线度误差曲线形成机理与形位特性研究

针对作图法求解平面内直线度误差时,只注重得出精确的误差评定值,而缺少误差曲线的形成机理和其形位特性参考依据的问题。本文基于自准直仪法对某机床导轨进行直线度误差的检测,并利用作图法求解平面内直线度误差,通过分析提出了一种直线度误差曲线的绘制机理和其形位特性理论。该理论可进一步完善自准直仪的使用,为利用自准直仪法求解直线度误差和误差曲线的理论研究供了更多的参考依据,同时也对基于作图法的平面内直线度误差的评定具有很好的指导作用。     

基于多体理论的砂轮修整系统几何误差建模

为提高齿轮加工精度,在对多体系统拓扑结构描述和坐标系建立研究的基础上,将SKMC-3000/20成形磨齿机床砂轮修整系统结构简化为多体系统,用特征矩阵推导出相邻运动体之间的相对位置和姿态。应用齿轮成形磨削原理,分析影响齿轮加工精度的砂轮修整系统误差,建立砂轮修整系统的几何误差模型,提出一种综合误差补偿方案。研究结果为提高数控成形磨齿机砂轮修整精度,减小机床的几何误差提供了理论依据,误差模型具有较强的普遍适应性。     

五轴数控机床综合热误差建模与空间解耦补偿

基于多体系统理论,提出了一种机床热误差综合模型的通用建模方法,以一台双刀摆型国产五坐标数控机床为例,建立了包含50项热误差元素的热误差综合数学模型。基于小误差补偿运动假设,在分析误差运动和补偿运动间关系基础上对热误差综合模型进行空间解耦,建立了可以进行多轴机床热误差补偿量计算的数学模型,为五轴机床热误差实时补偿提供了理论基础。     

一种新型三维线性测头结构设计及其误差分析

为减小或消除三维线性测头的阿贝误差,同时降低导轨运动误差对测量机测量不确定度的影响,研制一种尽可能在三维方向上同时符合阿贝原则的线性测头。该测头做三维运动,水平导轨和竖直导轨采用共平面结构;测头三维测量系统的测量线正交于一点且正交点与测头中心点重合,水平方向和竖直方向测量系统的测量线与水平导轨和竖直导轨面共面。针对此测头的特点,在参考常规测头误差分析的基础上,详细分析该测头中各项误差的影响,给出影响测头不确定度的主要误差源,对这些误差提出了修正方法。     

基于瑞利分布的统计过程控制在形位误差控制的应用

在制造业生产中,实际加工的质量特性分布会呈现多种形态,传统的统计过程控制要求质量特性值服从正态分布,但在某些形位误差中如轴线偏心或位置度、零件表面径向跳动等这些偏心分布为瑞利分布。文章建立了基于瑞利分布的形位误差数学模型,用形位误差中的位置度误差和同轴度误差作为实验数据,提出并建立了基于瑞利分布的控制图。通过实验模拟表明,在对某些形位误差统计过程控制方面,使用基于瑞利分布控制图比休哈特控制图效果更好,减少了误判报警,提高了生产效率,得到更好的质量保证。     

基于公差原则的装配体公差建模

为了建立可以反映公差原则的装配体公差数学模型,研究了尺寸公差、形位公差的关系及补偿方式,基于形位公差的动态公差图,给出了最大实体要求下功能要素的旋量表示,修正了雅可比旋量模型,提出了一种基于公差原则的装配体公差建模方法。结合机床尾座实例,分析了零件之间的装配约束关系,建立了最大实体要求下的装配体公差数学模型,能够处理尺寸公差、形位公差之间的相关要求,扩大了装配体公差建模的应用范围,保证了公差建模理论的完整性和合理性。     

数控车床几何误差建模与应用

以多体系统理论为基础结合齐次坐标变换原理,以i5T5.2型数控车床为例,分析其组成部件及拓扑结构,通过Matlab软件编写程序建立了该型车床的几何误差模型。通过计算机快速准确地对误差模型进行分析,并将分析结果以统计图的形式显示,便于发现误差分布规律及误差作用规律。通过机床实际加工棒料测得加工误差并与机床误差建模分析结果对比,较好地验证了模型的正确性。在后续实际加工中应用误差建模分析数据进行误差补偿,有效地提高了该型机床的加工精度。     

基于数控指令修正的数控内圆磨床几何误差补偿

为减小各几何误差对机床加工精度的影响、提高机床加工精度,以数控精密内圆磨床为研究对象,基于多体系统理论及齐次坐标变换原理,得到磨床的空间运动误差模型,建立几何误差与运动位置之间的映射关系。对加工补偿点的确定方法及数控指令修改方法进行研究,得到精密加工数控指令;通过软件进行阶梯轴试件的加工仿真验证,分别得到补偿前后的数控指令,并选取5个补偿点;补偿前后到理想位置的空间误差分别从0.616、0.607、0.614、0.295、0.376 cm减小到0.354、0.398、0.376、0.188、0.255 cm,分别减小42.5%、34.4%、38.6%、36.3%、32.1%。结果表明：通过修改数控指令能够提高机床加工精度。     

龙门机床几何误差建模与补偿研究

运用多体系统运动学理论描述了龙门机床结构关系,并建立了该机床几何误差数学模型。分析了模型中包含了各个运动轴的共计34项误差元素。最后,简化了龙门机床几何误差模型,给出了机床几何误差补偿策略。模型的建立和误差补偿策略的提出为机床实施误差补偿提供的基础。     

多轴机床综合误差补偿策略研究

建立精确的误差模型,并对机床进行误差补偿是提高机床加工精度的有效方法。文章以自主研发的五轴机床为研究对象,测量在不同温度状态下导轨的定位误差,通过分析实测数据,得到机床误差分布规律和影响定位误差的关键因素。根据几何误差与热误差的不同特性进行误差分离,分别建立几何和热误差数学模型,最后叠加得到综合误差数学模型。根据综合误差模型,提出机床误差补偿策略,为多轴数控机床实施误差补偿提供基础。     

一种基于VB的超声波线切割机导轨误差的测量与补偿系统设计

以机床导轨误差理论为基础,基于VB设计了一种机床导轨误差测量与补偿系统。该系统采用光栅传感器来确定导轨的水平位置,通过电涡流位移传感器把被测量(机床导轨误差)转化成电信号,用USB2828数据采集卡的AD功能把传感器输出的电信号转化成数字信号,按传感器及驱动电源的灵敏度计算出补偿误差所需的电压值,再用采集卡的DA功能输出电信号给驱动电源。驱动电源的输出电压控制微位移器的位移(即刀尖的位移)变化,实现了导轨误差的补偿。实验结果表明测试系统的设计较合理,基本达到了补偿的要求。     

基于多体系统理论的矫直机几何误差的建模与补偿

针对矫直机的几何误差建模和补偿技术进行研究。将矫直机床视为一个多体系统结构,完成对矫直机的拓扑结构描述,并进行压头、夹头和跨距调整等关键运动部件的误差分析。通过其次变换矩阵体系统推导机床几何误差模型,基于建立的误差模型,采用激光干涉仪识别机床运动轴的几何位置误差。提出矫直机的几何误差补偿方法并设计与开发补偿软件,对矫直机定位精度进行补偿。通过实验进行了误差补偿效果评价,实验结果证明误差模型的正确性以及软件补偿的可行性。     

AOCMT机床旋转轴几何误差辨识方法的研究

以AOCMT型五轴超精密加工机床为例,运用球杆仪对其旋转轴C轴进行测量,测量时采用机床两个平动轴和一个旋转轴同时运动,测量方式分轴向,径向,切向三种。以多体系统运动学理论为基础,运用齐次坐标变换矩阵建立机床旋转轴几何误差模型,并提出一种误差辨识方法。该方法利用误差模型推导出各项误差与球杆仪轨迹偏心率关系的数学表达式,设计进行不同位置,不同高度的测量,以此可以将与位置点无关的静态误差和与位置点相关的动态误差同时分离出来,准确高效。     

基于SAPSO-GA算法的高速曲轴随动数控磨床几何误差辨识方法

以某型数控曲轴磨床作为研究对象,对其结构和运动进行分析,推导出曲轴磨削时理想的砂轮轨迹方程。根据多体系统理论建立含有误差参数的模型,并推导出机床-工件和机床-刀具的运动链位置矩阵,得出机床精密加工的约束方程。对磨床的几何误差进行研究,建立几何误差模型。为快速、准确辨识出各项几何误差,提出一种混合SAPSO-GA算法。通过对比球杆仪测量补偿前后的运动轨迹,分析补偿效果。结果表明:所提方法提高了辨识准确性,通过补偿大大提高了曲轴随动磨床的加工精度。