灰色系统理论在数控机床误差数据处理中的应用

根据数控机床误差数据处理的特点，将灰色系统理论首次应用于数控机床误差数据处理中，提出了几何误差数据处理的灰色新陈代谢模型，并给出了模型检验方法，方法简便易行，计算量小。     

基于最小区域法的圆柱度几何误差评定

在建立圆柱度几何误差最小区域评定规划模型的基础上,将最小区域法应用于圆柱度几何误差的优化评定中,实现了利用最小区域法对圆柱度几何误差规划模型的优化求解.以轴类零件的圆柱度的测量评定为例,通过对实际测量数据的误差评定,并将评定结果与现有的优化算法结果进行对比,结果表明基于最小区域法的圆柱度几何误差评定具有评定精度高等优点,具有较强的应用性和推广性.     

四轴联动加工中心几何误差软件补偿技术研究

以多体系统理论为基础,通过分析位移变换矩阵和位置变换矩阵,建立了四轴联动加工中心的几何误差模型.基于Windows平台开发了误差补偿软件,可以对测量数据进行机床几何误差的软件补偿,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.     

圆度误差的图像测量法

圆度误差是机械零件常见的形状误差之一,它的大小对精密机械的性能和寿命有重要影响,是零件几何精度的重要指标.本文探讨了一种基于图像测量技术的圆度误差测量方法.该方法通过对试件进行图像采集、图像预处理获得完整清晰的轮廓图像,然后利用改进的霍夫变换对系统进行标定,并按照最小条件法、利用有效的数据处理算法进行圆度误差评定.实验表明,用该方法进行圆度误差的测量是可行的,并具有测量精度高、速度快、实用性强的特点.     

线激光在机测量建模与数据预处理研究

针对复杂曲面线激光在机高效、精密测量难题,虑及被测表面几何、反光特性、位姿倾角等多因素影响,建立了面向复杂曲面几何信息精确提取的线激光在机测量数学模型,设计了高斯滤波与中值滤波相结合的测点去噪、基于角度弦高的数据精简等数据处理算法,有效降低了测量数据波动与冗余度。利用所开发的线激光在机测量系统,对典型弧型面进行了扫描测量实验与数据处理分析,表明所建立的测量模型与设计的数据预处理算法可满足线激光在机测量要求。     

极坐标数控铣齿机回转台运动精度干涉测量

根据极坐标数控铣齿机床回转工作台的运动特点,采用Renishaw双频激光干涉仪测量回转台的运动精度,对干涉仪角度测量原理和光路调节方法进行了详细探讨,获得了准确的回转台定位精度和重复定位精度数据,最后根据已建立的几何误差模型,并利用辨识得到的误差数据,可以准确计算出机床的各项几何误差,为误差补偿提供了理论依据。     

虚拟圆度误差测量仪的研制

介绍了虚拟圆度误差测量仪的构成、单片机数据采集电路及PC机数据处理软件。采用AT89C55单片机、光电编码器、电感式位移传感器和A／D转换芯片CS5522组成的数据采集电路实现了数据的自动采集;然后在Windows环境下,采用VB6设计数据处理软件。该测量仪将形位误差测量技术与虚拟仪器技术相结合,解决了圆度误差的测量问题,并且将圆度误差图形在屏幕上形象、直观地显示出来。整个系统性能稳定,测量精度高。     

大直径测量仪中异常数据处理软件开发

根据大直径测量仪的实际需要,开发了异常数据处理软件.为了提高大直径测量仪的测量精度,文章分析比较了常用处理粗大误差的方法,从而通过异常数据处理软件,找到解决系统测量精度的合适方法.     

基于MATLAB的三维表面非均布测量数据的可视化

介绍了一种在MATLAB中实现三维表面非均布测量数据可视化的方法.对于三维表面的非均布测量数据,利用MATLAB的有关函数,确定出均布的坐标点,通过拟合、插值获得均布坐标点处的高度坐标值,实现了将非均布测量数据转换为均布测量数据,并利用MATLAB提供的三维可视化函数实现可视化.     

数控机床几何误差测量及误差补偿研究

为了提高数控机床的几何精度,建立了数控机床几何误差的数学模型,选用API公司的XD5LS五维激光干涉仪,依据ISO230-2:2006标准,一次测量同时得到5项几何误差,最后在实际试验中提出针对SINUMERIK 840D系统的三轴数控机床补偿方法。实验数据证明:该三轴数控机床几何误差补偿方法简单有效易实现。     

高精度形状位置误差检测中心的设计

简要阐明了我国机械制造企业使用的形状位置误差检测设备的的现状和开发高精度形状位置误差检测中心的市场依据，介绍了形状位置误差检测中心的构成，包括总体配王、数据自动采集接口和机械构造与功能实现，提出了形状位置误差数据采集与处理和机构误差补偿的实现方法。     

小波变换在加工误差分析中的应用研究

论文以信号处理理论为基础，提出了将加工数据中的系统性误差和随机误差与信号分析中的低频分量和高频分量相对应的分析方法和思路，介绍了小波分析中的多分辨率分析和小波包分析工具的原理，并以此为工具提取加工数据中的高、低频分量，即利用它们对机械加工中的数据进行分析、处理，从中提取包含在加工数据中的系统性误差和随机性误差，为及时了解工艺系统的状况，对其进行必要的调整、补偿提供依据，同时也为研究误差产生原因、机理及寻找其变化规律提供支持。     

基于神经网络系统的滚珠丝杠热误差建模

在追求高精度加工的现代数控系统中,热误差的消除具有重要的意义.文章首先简述了神经网络系统的特性及训练方法,成功地将神经网络模型应用于对数控机床直线进给系统的热误差进行建模,并取得了预期的成果,使最大预测误差降低到2μm,为进一步的热误差补偿奠定了基础.详细阐述了实际建模流程,根据训练数据的具体特征提出了一种新的数据预处理方法,使这些数据能更有效地应用于模型训练,是论文的一个创新点.     

Total differential methods based universal post processing algorithm considering geometric error for multi-axis NC machine tool

Multi-axis numerical control machining for free-form surfaces needs CAD/CAM system for the cutter location and orientation data. Since these data are defined with respect to the coordinate of workpiece, they need converting for machine control commands in machine coordinate system, through a processing procedure called post processing. In this work, a new universal post processing algorithm considering geometric error for multi-axis machine tool with arbitrary configuration. Firstly, ideal kinematic model and real kinematic model of the multi-axis NC machine tool are built respectively. Difference between the two kinematic models is only whether to consider the machine tool's geometric error or not. Secondly, a universal generalized post processing algorithm containing forward and inverse kinematics solution is designed to solve kinematic models of multi-axis machine tool. Specially, the inverse kinematics solution is used for the ideal kinematic model, while the forward kinematics solution is used for the real kinematic model. Then, a total differential algorithm is applied to improve the calculation speed and reduce the difficulty of inverse kinematics solution. Realization principle of the total differential algorithm is to transform the inverse kinematics solution problem into that one of solving linear equations based on spatial relationship of adjacent cutter locations. Thirdly, to reduce the complexity of geometric error calibration experiment, effect weight of geometric error components is determined by the sensitivity analysis based on orthogonal method, and then the real kinematic model considering geometric error is established. Finally, the universal post processing algorithm based on total differential methods is implemented and demonstrated experimentally in a five-axis machine tool. The results show that the maximum error value can be decreased to one-fifth using the proposed method in this paper.     

激光加工的柔性集成系统研究

激光加工技术是先进制造技术的一种,它具有很多其它加工方式无法达到的优点同时也具有有很高的柔性,而柔性制造系统作为一种先进的制造系统早已为人们重视,并且在制造领域得到广泛的应用,文章在分析讨论两者的同时,接合当前的制造研究领域的发展趋势,提出建立实现激光柔性加工系统,并分析和探讨了实现它的一些方法和方式,并对该系统的重要组成部分进行了分析和讨论.考虑到激光柔性加工系统的对数据和信息处理的要求会较高,还对系统的误差检测和补偿进行了研究,并对框架机器人的误差补偿建立了几何模型.文章最后认为激光柔性加工系统肯定会得到长足的发展和应用,并提出要将其朝小型化方向的研究进行努力,同时提出可以对系统进行计算机模拟仿真.     

物探数据三角网逆生长网格化方法

针对矩形网格化方法和传统三角网格化方法的不足,提出一种三角网逆生长网格化方法。该方法首先根据离散物探数据的特点提取数据边界,然后以边界作为基础由外向内逆向生长构建三角网。应用某测区的EH4电磁测深数据进行网格化及可视化分析。实验结果表明:该方法能够在当前数据条件下智能地生成高质量的不规则三角网,且边界拟合算法简单精确,可以为后续的数据可视化和资料处理解释提供良好的基础。     

虚拟加工中物理信息的处理

本文提出对虚拟车削加工中物理信息的处理及其结果可视化的方法，采用一种改进的实体模型保存工件的物理信息，即在工件的实体数据中不仅包含工件的几何信息，而且包括虚拟加工时所必需的物理性质信息及工件加工后的误差信息，在此基础上提出了“拟实体”的概念，该方法实现了虚拟车削的高真感仿真，克服了以往的虚拟加工软件无工件物理信息和工件的成品信息的缺陷，增强了软件的沉浸感。     

Multi-directional adjacent wave subtraction and shifted time point mapping algorithms and their application to defect visualization in a space tank liner

We propose the multi-directional adjacent wave subtraction (MAWS), shifted time point (STP) mapping and variable time window amplitude (VTWA) mapping algorithms for crack visualization based on our finding that the processing direction of the adjacent wave subtraction with respect to crack orientation can dramatically affect crack visibility. The proposed MAWS, STP and VTWA mapping algorithms were implemented in a laser ultrasonic propagation imaging system and were applied in a nondestructive evaluation of an Al-alloy tank liner for space applications. A crack and void on the fusion zone of a weld were more effectively visualized using the proposed algorithms, and the crack could be visualized regardless of its orientation. The multi-directional processing results of the anomalous wave propagation imaging were visualized as video clips. The STP mapping algorithm, which maps the number of shifted time points to minimize the difference between adjacent waves, was developed to enhance the crack visualization capability of the system. Additionally, the multi-directional VTWA mapping algorithm performed data projection using the residuals of MAWS processing and provided stationary mapping results of crack-induced anomalous waves. The presented results demonstrate that the proposed visualization algorithms are promising techniques that do not overlook unknown crack orientations.     

铸造过程数值模拟中的后处理显示

后处理显示是铸造过程数值模拟的一个重要组成部分，它能把通过数值模拟得到了的抽象的三维目标数据以图形的方式直观的表示出来，文中在介绍了基于网格的后处理显示的几项技术的基础上，提出了一种新的技术，它通过铸件的STL文件来显示铸件的外轮廓，通过图形合成技术来生成总体的显示效果，与基于网格的后处理显示技术相比，消除了以网格单元棱边来表示外轮廓所产生的锯齿现象及轮廓线过多的现象，从而提高了显示的质量。