串并混联机床几何误差建模与实验

以多体系统理论为基础,研究了串并混联机床的几何误差。考虑各运动轴的定位误差、直线度误差、角度误差以及垂直度误差的综合作用,提出一种机床综合误差建模方法。通过对该机床各部件拓扑结构进行抽象化描述,推导出混联机床两相邻体间相对运动的特征矩阵,建立了混联机床的整机综合误差模型。利用激光干涉仪对X、Y轴多项几何误差进行测量,并将测得的几何误差带入综合误差模型。通过分析所测的各项几何误差以及综合误差分布和演变规律发现:X、Y轴定位误差对整机综合误差的影响最大,直线度误差次之,角度误差影响最小;在精度要求不高的情况下,角度误差对综合误差的影响可忽略。     

大型龙门机床的直线度误差建模及误差补偿

为减小大型龙门数控机床空间直线度误差,提高国产数控机床加工精度,提出基于B样条曲线的空间直线度误差模型及其补偿方法。使用激光干涉仪分别检测三轴龙门数控机床6个方向的直线度误差,应用B样条方法建立空间直线度误差数学模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研发的误差实时补偿系统并依据基于B样条曲线的空间直线度误差数学模型,实现对大型龙门数控机床的空间直线度误差补偿.采用两轴联动补偿切削导轨面的方法进行试验,并与多项式模型和斜线插补模型进行对比,结果表明:B样条模型补偿后的导轨直线度最优,检测的导轨各方向直线度误差均减小90%以上,显著提高了大型龙门数控机床加工精度.     

圆柱形工件素线在线测量新方法

本文对现行的双测头等截距测量直线度理论进行了深入的研究。在此基础上，提出了一种圆柱形工件素线直线度误差 线测量的新方法。该法不仅可分离机械和加工系统的运动误差，而且能分离刀具作用力引起的工件弹性变形信号。因而大在提高了素线的在线测量精度。     

回转窑运行轴线动态测量方法及系统

论述了大型回转窑运行轴线动态测量的原理和方法，包括轮带和托轮直径的在线测量、轮带与筒体间隙的测量、筒体运行轴线水平直线度和垂直直线度的动态测量．设计研制了一种新型大型回转窑运行轴线动态测量系统，该系统具有结构简单、安装使用方便、测量精度高等特点，还可以与上位机进行通讯．实际测量应用表明：本所述的方法及系统具有较高的测量精度和可靠性。     

卧式加工中心双驱Z轴装配体几何误差分析

为了量化和识别出零部件制造和装配过程中制约机床精度的关键几何误差项,基于雅克比旋量模型对卧式加工中心的双驱Z轴的装配几何误差建模进行研究,合并平行度和直线度的公差带区域,确定尺寸和几何公差约束下的几何要素的变动和约束方程,建立含有约束条件的误差模型,将模型仿真数据与相似条件下的实测机床误差数据进行对比验证,最后采用Sobol方法进行几何误差敏感性分析。结果表明:雅可比旋量模型可以有效地定量分析机床几何误差分析,丝杠导程误差、床身平面度、导轨Y向的直线度和运行平行度是影响双驱Z轴运动精度的关键误差项,部分误差项间的耦合作用明显。研究结果有助于辨识影响机床精度的关键误差项,为卧式加工中心双驱Z轴的几何误差分配和补偿调整提供理论依据,建模方法适用于多种装配过程。     

深孔轴线直线度测量技术研究

针对深孔轴线的直线度的测量,设计了一种远距离,二维直线度的激光测量方法。这种方法以经过单模光纤耦合的单一、准直的激光束作为测量基准,光电二维位置敏感元件采用四象限光电池,实现了水平和竖直方向直线度的同时测量和同时显示,并对信号进行处理和直线度误差评定,得出深孔轴线直线度的误差值。     

面向空间目标的桁架机械手Z轴定位方法

根据桁架机械手抓取工件的特征功能技术指标以及被测目标特征,构建了扫描与多位置共同约束的直径计算方法.利用频域配准技术将点云数据进行匹配,采用轮对装配零部件特征建立车轮及制动盘重构方法,重构后的轮对装配零部件点云数据求解轴线坐标.考虑直线度误差,提出Z轴精确定位计算方法,将测量结果数据与理论值经行数据对比.实验结果表明,桁架机械手Z轴定位精度为±0.5mm,能够满足桁架机械手针对空间目标抓取定位的高精度、高稳定性及重复性等要求.     

基准位移误差与基准不重合误差合成的新方法

1 问题的提出工艺工装设计时经常需要进行定位误差计算.定位误差用面△D表示,由基准不重合误差△B和基准位移误差△Y组成.当造成西△B与△Y的原因是同一因素时,定位误差的合成需判别“+”“-”号.即:△D-△Y十△B或△D=△Y-△B何时相加,何时相减,确定原则如下;在力求使定位误差为最大的可能条件下,当△B与△Y均引起工件的距离尺寸作相同方向变化时,即:△B与△Y变化方向相同时,则:     

塔式起重机塔身形位误差的测量

提出了一种塔式起重机塔身轴线形位误差的新的测量方法。一次测量的数据,可同时评定轴线的直线度误差和对安装基准平面的垂直度误差。评定原则符合形状及位置误差检测国标的有关规定。     

刮板输送机直线度误差预测模型

为了实现刮板输送机直线度误差的准确预测,本文根据刮板输送机调直要求,利用给定方向上的直线度误差提出了刮板输送机直线度评定方法,发现了刮板输送机直线度误差为综采工作面所有推溜点样本的极差.基于极差理论建立了刮板输送机直线度误差预测模型,该模型可预测直线度误差的平均值、标准差及其波动范围,通过与调直数值仿真结果对比,证明了该模型的正确性和准确性.结果表明：随着推溜误差和检测误差的标准差的增大,刮板输送机直线度误差及其波动范围逐渐增大.刮板输送机直线度误差随推溜点数逐渐增大,但直线度误差波动范围逐渐减小.利用现场试验数据验证了所建立的直线度误差预测模型,刮板输送机调直后直线度误差平均值和波动范围的预测结果与现场试验结果较为接近.根据液压支架推溜误差和刮板输送机直线度控制目标,可以确定采煤机惯性导航定位系统的技术指标.液压支架推溜误差的标准差为10 mm时,刮板输送机直线度误差无法控制在50 mm以内.当刮板输送机直线度误差分别在100,200,300和400 mm以内时,采煤机惯性导航定位系统的标准差应分别不大于9.135,25.176,39.384和53.248 mm.     

锥形工件在线测量方法的研究

本文提出了一种在精密车床上直接测量锥形工件的直径、锥度及素线直线度等参数的实用方法。该法可通过分离加工机械系统的运动误差，直接测出有关参数，从而为解决锥形工件的在线检测奠定了基础。     

基于力学基础的最小区域直线度误差凸包求解方法

从力学的角度思考直线度误差的最小区域评定方法的实质,通过建立直线度误差评定的力学模型,并结合计算几何的方法求解该模型,评定结果完全符合最小条件原则.模型求解过程采用了一种新的直线参数化方法,避免了数值计算中的病态问题.对2组文献中的直线度误差数据进行评定并和其他方法评定的结果进行对比.结果表明,该方法能有效地获得最小区域直线度误差.     

四轴抛光平台综合误差建模及分析

针对两个直线电机驱动的以气浮平台和两个旋转台为主要运动单元的四轴抛光系统,利用多体系统理论,建立了同时考虑位置误差和方向误差的综合误差模型。运用激光干涉仪对气浮平台各单项几何误差和旋转台的定位误差进行测量。对测量结果分析发现,气浮平台定位误差没有明显的线性增加或减小的趋势,竖直直线度大于定位误差和水平直线度,与传统滚珠丝杠驱动的运动平台误差相比有很大的不同。通过将试验与理论相结合的定量研究,得到了在气浮平台单项几何误差及其相互之间的垂直度误差共同影响下的两轴联动工况下综合误差的位置和方向分量,发现气浮平台综合误差竖直方向的分量很显著,揭示了气浮平台产生几何误差的原因,为抛光平台的几何误差补偿提供了理论依据。     

基于测量校正的直线导轨安装技术

提出一种基于测量校正技术的的高精度安装方法.在直线度误差的测量基础上,采用空间直线度误差测量仪测量直线导轨直线度误差和平行度误差,进行测量结果的计算和分析,综合运用校正技术,进行直线导轨的高精度安装.     

最小二乘法在空间直线度检测中的应用

在基于相对比较测量法的深孔直线度测量系统中,作者应用最小二乘法建立了深孔直线度检测的数学模型,并对该系统的软件进行了研究与开发,对解决深孔零件加工中直线度的检测具有一定的实际意义.     

直线度误差评定的数据处理方法

在测量直线度误差时,评定得到误差结果,需要进行复杂的做图或采取繁琐的计算手段,不便子掌握．为此,利用计算机数据处理能力和最小条件法来完成直线度误差的评定,利用本方法只需输入测量值,就能得到直线度误差的结果．减少了大量的工作时间,并且数据准确．     

汽车转向器全自动校直机测控系统的开发

介绍了汽车转向器全自动校直机的组成,采用最小二乘法对齿条的直线度误差进行评定,建立了直线度误差的数学模型;研制了全自动校直机测控系统,并用于轻型汽车和轿车转向器齿条的检测和校直.结果表明,利用该系统对齿条直线度进行检测和处理具有速度快、精度高等特点.     

回转轴线角运动误差的测试

本文讨论了回转轴线角运动误差的测量原理及方法,并分别对精密圆转台及顶尖支承回转轴线的角运动误差进行了测试,估算了测量精度,共测得数据均用微处理机计算处理。本文还分析了顶尖支承回转轴线的角运动精度与顶尖及顶尖孔圆度误差的关系,并得出相应的结论。     

空间曲线轮廓误差实时估算与补偿方法研究

为提高复杂轮廓线的加工精度,提出一套轮廓误差实时估算及误差补偿算法.该算法通过当前刀位点数据,建立局部搜索的曲线实时轮廓误差模型,结合数控机床伺服控制系统,利用数控插补器输出位置,采用Z变换预测各运动轴在下一时刻的输出值并估算其轮廓误差,运用泰勒级数求解各运动轴的补偿值,并将其送入伺服系统输入端,从而实现加工过程中轮廓误差的实时补偿.以空间直线、圆柱螺旋线和B样条曲线为例,构建其轮廓误差模型并进行仿真分析,最后对“S”形B样条曲线进行实验验证.结果表明,该方法能有效地控制空间曲线的轮廓误差.     

五轴台垂直度、相交度、对准误差的测试方法

为测量五轴台的轴线垂直度、相交度以及对准误差,首先介绍了用水平仪测量非整周回转竖直轴系铅垂度的测试原理,及利用经纬仪将回转轴线引出的原理.在测量了三轴转台偏航轴、双轴转台偏航轴的铅垂度基础上,通过安装调整经纬仪的位姿,建立固联在经纬仪上的基准坐标系.在三轴转台的俯仰轴端安装十字靶标A、B,滚转轴端安装靶标C、D,在双轴转台的俯仰轴端安装靶标E、F.利用经纬仪将这3条轴的轴线分别引出.在三轴转台和双轴转台偏航轴端安装细丝S3和S2,用经纬仪将两偏航轴轴线某点引出.最后根据引出的3条轴线与两偏航轴轴线上两点,得出了五轴台的垂直度、相交度和对准误差.最后对垂直度、相交度、对准的测试误差进行了相应的误差分析,证明本测试方法能够满足精度要求.