基于多体系统理论的五轴加工中心综合空间误差建模及补偿

基于多体系统运动学理论和齐次变换矩阵的应用,结合C-A双摆五轴加工中心,建立了该机床的综合空间误差模型。基于该模型,推导出数控指令的补偿修正算法并开发出了几何误差补偿软件,最后进行测量与补偿试验。试验结果表明：针对C-A双摆五轴加工中心的建模方法可靠,采用的补偿方式有效,实现了误差补偿的目的。     

基于热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究

对加工中心在线检测软件误差补偿技术进行研究,基于Windows平台开发了在线检测误差补偿软件,并对软件开发中的关键技术：建立检测系统的几何误差与热误差综合模型,测头误差处理技术进行了研究。该检测软件可以同时对测头误差、机床几何误差与热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行丁实验验证。     

加工中心几何误差建模分析与误差补偿策略

运用齐次坐标变换原理和刚体假设，建立了加工中心从刀点到工作台的总体误差传递矩阵，推导出了通用的加工中心几何误差计算模型；用此模型对TH6350卧式加工中心进行了几何误差计算，并对误差模型进行了校验和分析，提出了基于PC机的加工中心误差补偿策略。     

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。     

能够进行热误差补偿的加工中心在线检测软件的研究

研究了加工中心在线检测软件误差补偿技术，基于Windows平台开发了误差补偿软件，并对软件开发中的关键技术：建立检测系统的几何误差与热误差综合模型，测头误差处理技术进行了研究。可以同时对测头误差、机床几何误差与热误差进行补偿，有效地提高了在线检测精度。软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证。     

车铣复合数控机床几何误差补偿技术的研究

研究车铣复合数控机床存在的几何误差问题。根据车铣复合数控加工中心的结构特点,以多体系统运动学理论为基础,采用低序体阵列描述车铣复合加工中心的拓扑结构,分别建立了车铣复合数控机床的车削模式和铣削模式的精密加工方程,并设计误差补偿软件和进行仿真试验。实验结果表明:运用多体系统运动学理论建立的车铣复合数控加工中心几何运动误差模型是正确的;软件误差补偿提高了车铣复合数控加工中心的加工精度,效果明显。     

精密卧式加工中心的软件误差补偿技术研究

以某款精密卧式加工中心为研究对象,以西门子840D数控系统为平台,给出了机床轴运动的综合几何误差模型,阐述了综合几何误差的软件补偿实现方案,并利用激光干涉仪对上述补偿方案进行了实验验证。实验结果证明了该软件误差补偿方法的有效性。     

具有丝杠热误差补偿功能的在线检测软件的开发

文章结合丝杠热变形的非线性等特点,采用径向基函数神经网络方法建立丝杠热变形误差模型.同时基于Windows平台开发了相应的补偿软件,该软件可以同时对机床几何误差与主轴、丝杠热误差进行补偿,有效地提高了在线检测精度.软件系统在MAKINO立式加工中心上进行了实验验证,补偿效果明显.     

悬垂误差补偿在立式加工中心上的应用

本文首先介绍了数控机床几何误差的种类以及悬垂误差补偿的原理.通过在立式加工中心上实施误差补偿的应用实例,介绍了悬垂补偿方式在西门子840D数控系统上的应用方法,并验证了其对提高机床几何精度的有效性.     

五轴联动车铣复合加工中心误差补偿技术的研究

针对五轴联动车铣复合加工中心制造、装配和运动过程产生的几何误差问题,文章以多体系统运动学理论为基础,根据车铣中心的复杂结构特点,分别建立了车铣中心的铣削模式和车削模式下的运动误差模型,并给出了精密数控指令的求解方法和进行了误差补偿仿真试验。实验结果表明:采用多体系统运动学理论建立车铣复合加工中心的几何运动误差模型是正确性;迭代法求解的精密数控指令准确、快捷;软件误差补偿投入少、效果明显。     

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。     

五轴联动立式磨床几何误差灵敏度研究

以一台五轴联动立式磨床为例,提出了一种分析几何误差灵敏度的方法。基于多体系统理论和齐次坐标变换建立了五轴联动立式磨床的33项几何误差模型,利用求导的方式给出了几何误差灵敏度分析的数学模型。并根据该模型找出了关键几何误差,研究了关键几何误差的灵敏度系数随平移轴运动的变化规律,研究结果为精密机床改进设计和误差的实时补偿提供了理论依据。     

非球面数控磨床的误差建模与补偿研究

以实验室自主研发的非球面数控磨床为研究对象,系统分析了该磨床几何误差元素,基于齐次变换原理和多体系统理论,建立了该磨床包含所有几何误差源的综合误差模型。基于双频激光干涉测量仪,应用9线误差辨识法和回转误差辨识法建立了以磨床单项误差为变量的组合方程,并求取了磨床的各误差分量。针对非球面数控磨床定位误差的特性,提出了增量式误差补偿原理。研究表明:该误差建模及补偿原理可以有效地提升非球面数控磨床的定位精度。     

Uncertainty analysis and variation reduction of three dimensional coordinate metrology. Part 1: geometric error decomposition

In this paper our study focuses on the uncertainty analysis and variation reduction of coordinate system estimation using discrete measurement data and is associated with the applications that deal with parts produced by end-milling processes and having complex geometry. This paper consists of three parts. Since the uncertainty of the estimated coordinate transformation arises from the geometric errors on a part surface, Part 1 is devoted to the study of surface geometric errors. In this study, according to the characteristics of end-milling processes the sampled geometric error is divided into two components, and a decomposition procedure is developed for geometric error decomposition. The results of surface geometric error decomposition will be used in Part 2 for uncertainty analysis and in Part 3 for variation reduction.     

扇束CT重建图像的几何伪影分析

实际工业CT系统在机械安装时很难满足经典CT图像重建公式所要求的几何对准关系。当不满足该几何对准关系时，利用经典CT重建公式重建的图像将出现几何伪影，从而影响对CT图像的判读。针对扇束CT扫描系统，研究了几何参数误差对一根细丝断层图像的影响，导出了描述细丝断层图像伪影形态的包络线方程，并基于包络线给出了几何伪影的形态分类、演化规律和性质，同时给出了几何参数误差的调整方法。     

A unified least-squares approach to the evaluation of geometric errors using discrete measurement data

This paper presents a unified least-squares approach to the best fit of geometric features and evaluation of dimensional errors. The study originated from the need for advanced algorithms for the dimensional measurement of high precision manufactured parts. The proposed algorithm differs from traditional least-squares in that no linearization or approximation is employed and that it is general to all kinds of geometric features. Instead of computing a substitute best fit feature, the algorithm inversely transforms the measurement coordinates to best fit the nominal geometry. The sum of the squared errors in the surface normal direction is thus minimized with respect to the parameters of a rigid body transformation. Form tolerances are then evaluated using the peak-to-valley deviations after the best fit. To examine the uncertainty of the transformation obtained, sensitivity analysis was investigated to relate transformation errors to dimensional errors. A sensitivity measure is used to estimate the joint effect of the measurement locations and the number of measurement data on the accuracy of the coordinate transformation. Computer simulations have been performed on different geometric features to study the robustness and efficiency of the algorithm. Application to the measurement of high precision fuel injectors is also presented.     

Geometric model of robotic arc welding for automatic programming

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