数控机床在线检测系统触发式测头的预行程误差实验研究

触发式测头是数控机床在线检测系统的组成部分,在线检测过程中预行程误差不可避免,带有预行程误差的测量结果将影响产品检测精度。分析了触发式测头测量中预行程误差产生的原因,采用标准球的标定方法测量了预行程误差,从测量结果中剔除了机床运动误差,得到准确的预行程误差。通过多组测量数据,分析了预行程误差与测针杆长、测头运动速度及测量角度之间的关系。     

基于误差隔离的触发式测头预行程标定方法

触发式测头是在机测量系统的主要组成部分,其预行程会计入测量结果从而影响测量精度,因此有必要对其在实际工况下的预行程进行标定并补偿.在分析预行程产生原因的基础上,提出了一种全新的预行程定量标定方法,它通过在实际工况下检测探针与工件接触状况及接触时刻与测头触发时刻之间工件相对测头位移变化而标定出预行程,有效避免了机床伺服系统误差、机床几何及运动误差、探针测球圆度误差、标定体制造误差等因素对标定结果精确性的影响.标定了某高精密测头在实际工况下的预行程,并依据标定结果,完成了触发式测头预行程补偿实验.补偿结果表明,该标定方法实施简单、可行有效,标定精度高.     

基于神经网络的测头预行程误差预测研究

机床在线检测(OMM,On-Machine Measurement)或者三坐标(CMM,Coordinate Measuring Machine)测量机检测中,主要考虑的测头误差有预行程误差、测头半径误差。预行程误差是其检测中极其重要的一项误差,占测头总误差的60%左右。以测头预行程误差预测为研究对象,先通过实验方法得出标准球上1297个测点的预行程误差,然后分析预行程误差的总体分布特征,运用Levenberg-Marquardt快速学习神经网络算法对其进行建模预测,经过对网络模型反复训练,以便得到较好的预测值,最后对预测误差进行统计学相关分析,分析结果表明所建立的神经网络预测模型是有效的。     

触发式测头全方位精密测量技术

本文对应用于数控机床及三坐标测量机的触发式测头的静态误差的成因、各向误差的变化规律及影响因素进行了分析，建立了其静态误差的数学模型，为进行全方位精密测量奠定基础。     

磨齿机在机检测系统的测头综合预行程误差建模

因为测头预行程误差的存在,现有研究大都考虑单项或双项影响因素进行误差补偿。然而多次的实验统计表明,由于接触式测头的各向异性,导致信号传输迟滞、检测速度、测球半径、测杆长度、测头重力及测球表面测点法矢等因素都会对检测信号的触发时机产生影响,因而存在测头综合预行程误差,故而很难进行精确补偿。借助BP神经网络的高效逼近算法,利于求解输入为多项误差影响因素场合的测量误差输出问题,有效提高在机检测精度。根据自主研发卧式磨齿机L300G在机检测原理,以多项误差影响因素为输入节点,以测头综合预行程误差为输出节点,建立基于BP神经网络的测头综合预行程误差预测模型。完成误差补偿后,开展磨齿机标准样板齿轮在机检测实验。结果表明：误差补偿前后,齿向精度均为4级;误差补偿后,齿形精度提高2个等级,为4级精度,与格里森检测结果相吻合。结果验证了模型的正确性,有望在国产低成本磨齿机的高精度在机检测系统中推广使用。     

原位检测系统中触发式测头的误差分析与补偿

在分析了原位检测系统中触发式测头误差来源的基础上,提出了自动调整测头偏心的方法,并用标定球对测头的实际作用半径进行了校准。同时,面向实际测量任务,提出了基于在线标定和双线性插值技术的逐点测头半径补偿方法,实验验证,所提出的半径补偿方法比商用软件提供的方法更准确,提高了测量结果的准确性。     

加工精度在线检测系统预行程误差预测与补偿

预行程误差的预测和补偿能够大大提高加工精度在线检测系统的测量精度.提出了一种基于BP神经网络的检测误差预测新方法,建立了一个基于BP神经网络的在线检测系统预行程误差预测模型,通过实验数据对该网络进行训练,并将训练好的神经网络应用到实际加工零件的误差预测和补偿.为了验证该方法的有效性,以一圆柱零件的圆度误差检测为例,对其加工精度的在线测量进行了预行程误差的预测与补偿,经与CMM检测结果的对比,说明了该方法的有效性.     

丝杠行程误差补偿技术

对丝杠行程误差曲线进行分析,用一组偏值号代表不同的补偿量放在存储器中,对丝杠行程误差进行补偿,提高机加工精度。     

在线测量系统测头误差补偿技术研究

通过分析在线测量系统测量过程中触发式测头测量结果的误差组成元素及其产生的原因,建立了测头标定的数学模型,并通过最小二乘法进行解算,提出通过对测头半径进行补偿来减小测量误差的新方法,该补偿方法综合考虑了实际测量过程中测头预行程误差、测头各向异性、测头偏心误差等影响因素,并利用双线性插值法建立测头半径补偿值与测点法矢方向之间的映射关系,来计算拟合任意法矢方向的半径补偿值。最后通过实验验证,对比补偿前后的测量结果,结果表明补偿后的测量系统测量精度有明显提高。     

提高触发式测头在机检测精度

在机检测是保证数控机床加工精度的有效手段。文章系统介绍了触发式测头测量系统的特点及其误差组成，阐述了对在机检测系统及其测量误差修正的技术，最后以实例说明了尺寸误差的反馈补偿的效果。     

非球面检测误差分析和误差补偿策略研究

针对非球面工件检测中的系统误差情况，通过分析各参数对工件形状精度的影响，提出了建立系统误差的数学模型解决测量误差的方案。应用计算机软件技术、误差理论及数据处理技术，完成了测量及数据处理系统软件编制，得到了有效消除工件表面测量误差的方法。对现有非球面工件进行误差测量及补偿的结果表明：所提出的解决测量系统误差的思路可行。     

触发式测头预行程误差分析与建模

触发式测头是最受三坐标测量机亲睐的测量系统,广泛地应用于精密测量领域,触发式测头中的预行程则是影响测量系统精度的最大因素,有必要对预行程进行深入研究。本文分析了触发式测头的组成机构及其受力情况,探讨了对预行程具有较大影响的测杆旋转位移、测杆变形位移和测头变形位移,最终得到预行程数学模型,通过仿真实验得到预行程数据,对于以后预行程误差的修正与补偿工作具有重大的意义。     

轴对称非球面模具加工中的补偿技术研究

研究精密磨削以及超精研磨轴对称非球面模具中 ,磨削力和速度变化对加工表面精度的影响因素 ,提出一种使用软件技术对加工误差进行补偿控制以提高加工精度的方法。     

蜗轮齿形误差测量中的测头半径补偿

建立了坐标法测量蜗轮齿形的误差模型 ,重点分析了蜗轮齿形测量中的测头三维补偿方法 ,并进行了补偿精度分析 ,认为该方法特别适用于非渐开线蜗轮齿形的测量。     

面向机床在线测量系统的测头预行程求解算法

依据机床本身结构特点,提出了一种在直角坐标系下,基于最小二乘求圆原理的触发式测头预行程值求解算法.利用坐标测量机(CMM)与标准圆柱模拟机床在线测量系统的工作过程,控制测头始终保持统一姿态,在相同测量速度下自动地采取圆柱体某一平面内半圆上的数据点坐标,利用所得算法求解测头预行程值.通过对不同直径值的圆柱进行采点实验,对比计算结果,验证了该预行程算法对不同对象具有一致的测头特性,且在同一测量速度下产生相同的测头预行程值.     

提高触发式测头使用精度的研究

根据触发式测头的工作原理,对影响测头使用精度的主要误差———不灵敏域误差Ｒ进行了系统的试验分析,提出了换向回位误差ｅ的概念,解释了测头使用中测量结果不一致的现象,并提出采用两次触测法消除换向回位误差,从而可显著提高测头的使用精度尤其是重复性精度。     

在机检测触发式测头系统的误差分析与实验

测头系统的误差主要包括机械结构部分的误差、传感信号解调系统误差及测量过程中因探测速度等测量参数不同带来的动态误差。机械和传感信号误差由设备的硬件保证,在测量开始前可以通过有效半径校准进行误差补偿。而测量参数不同带来的动态误差则与测量过程的操作方法有关。首先介绍了测头系统误差的产生机理,搭建测头系统误差分析实验平台,通过改变测量参数观察测头系统误差并分析其成因,对比实验结果得到最佳的测量参数,可为在机检测技术研究实验提供参考。     

轴对称非球面加工误差分离及补偿技术

分析轴对称非球面磨削加工中砂轮尺寸精度和形状精度等因素对加工工件精度的影响,提出适用于非球面加工的工件表面误差多参数分步分离的数学模型。新方法解决了原有加工存在的系统误差分离不彻底、补偿加工所需要的各项参数难确定等问题。试验结果表明：该数学模型更接近于理论计算轨迹,可以有效地减小加工误差,进一步提高工件的加工精度。     

光学非球面检测平台误差补偿

根据光学非球面检测平台结构,建立了误差补偿数学模型.用激光干涉仪检测三轴定位误差和直线度误差,采用最小二乘法拟合出多项式系数,得到误差曲线,叠加后实现了误差补偿.测量出3个运动坐标轴两两之间的垂直度误差,采用坐标旋转完成误差补偿.利用机构误差的分析和检定技术,完成非实时误差的补偿.利用标准球做了对比试验.结果表明,经误差补偿后的非球面检测平台精度明显提高.