ADAMS环境下并联坐标测量机运动分析与仿真

并联机构的运动学分析即是求解并联机构的输入与输出构件的位移、速度、加速度之间的关系。文章以基于Stewart平台的六自由度并联机构坐标测量机为研究对象,在ADAMS软件环境下建立了六自由度并联坐标测量机的虚拟样机模型,然后基于虚拟样机对所研究的并联坐标测量机进行了运动学仿真。通过软件仿真,可以对并联坐标测量机各种运动性能产生直观的了解,从而为并联坐标测量机的设计与开发提供软件验证方法,为建立物理样机打下坚实的基础。同时利用虚拟样机技术还可以大大简化并联坐标测量机的运动学逆解和正解,为进一步对并联坐标测量机的系统优化创造了有利条件。     

机器人化柔性三坐标测量机的设计与研究

针对三坐标测量机无法实现大型零件测量和现场测量的问题,开展机器人化柔性测量机的研究工作,分析了其基本工作原理与坐标计算算法,从硬件和软件方面进行了柔性三坐标测量机的设计,并运用MATLAB仿真对理论算法进行了验证.     

基于灰度预测的三坐标测量机动态测量误差分析与研究

三坐标测量机在进行高速扫描测量时,由于机体的振动会产生较大的动态测量误差。对MC850三坐标测量机在高速测量中的动态特性进行分析,找出其动态误差产生的根源,并根据GM(1,1)灰度预测理论,将三坐标测量机看作线性动力系统,建立其灰度预测模型,运用该模型对坐标测量机进行动态误差预测。实验结果表明该模型可有效减少测量机的动态测量误差,表明灰色建模理论可用于动态误差预测。     

基于Solidworks Simulation的三坐标测量仪动态误差分析

采用三坐标测量仪进行高速测量时,由于受附加惯性力及自身重力的影响,机体会变形,从而导致动态误差。对三坐标测量机的动态误差进行理论分析;利用Solidworks Simulation有限元分析方法对移动桥进行受力变形分析;在z轴静止状态下,推导出滑架沿y轴方向加速(减速)和匀速的运动状态下动态误差补偿模型。仿真结果表明:各运动状态下的动态误差有效降低,为提高三坐标测量机的测量精度奠定基础。     

四面体三坐标测量机精度分析

并联式三坐标测量机具有测量范围大和精度高的特点。针对这些特点,介绍了一种四面体坐标测量机,可对机床或空间某一点位置进行测量。由于机构的几何误差以及各级伸缩杆之间的不可避免的间隙所带来的误差使得测量机存在一定的测量误差。文中针对伸缩杆杆长误差建立了测量机的测量误差模型,并通过MATLAB软件对测量机测量空间进行误差仿真分析,得到了测量机在机床工作空间的误差缩放规律。通过计算分析得出杆长误差及被测点初始位置误差对测量机测量误差的影响仅在0.2%~1.5%之间,满足测量要求。     

基于网络数据库技术的三坐标测量机应用系统研究

提出了一个基于网络数据库技术的三坐标测量机的应用系统,分析了基于网络数据库技术的三坐标测量机应用系统的结构与功能,提出了该系统的面向对象模型,就系统的硬件与软件环境进行了分析与讨论,对该系统的关键技术进行了研究,用一个实验性的接触式三坐标测量机应用系统对基于网络数据库技术的三坐标测量机应用系统的技术概念与关键技术进行了验证。     

面向工程应用的仿真测量机系统

分析了面向工程应用的三坐标测量仿真系统的特点;基于虚拟显示技术开发了仿真坐标测量机,可以避免误操作对昂贵设备的损害,也能够用于工程应用实践,节省了大量的资金。重点介绍了仿真测量机系统的技术难点,实现了一套真实感强、运动仿真效果优、易于实现与测量软件动态交互的仿真测量机系统。自主开发的测量机仿真系统已在企业实践和工程教学培训中成功应用。     

并联坐标测量机测量空间分析与计算机仿真

并联坐标测量机是一类全新的坐标测量系统,它具有结构简单、测量精度高、测头位姿灵活等特点,是一种技术附加值很高的机电一体化产品.文章首先介绍一种基于3-RPS运动机构的3自由度并联坐标测量机的结构、特点及测量原理,然后对该坐标测量机的运动学约束问题进行了探讨,并采用优化算法对该坐标测量机的测量空间进行了分析与计算,从而为并联坐标测量机的优化设计提供了必要的理论依据.     

基于三坐标测量机的电磨外壳零件尺寸检测

利用三坐标测量机检测一具有复杂曲面外形的电磨塑料底壳零件的形状和位置误差,对于其实际零件与三维模型之间的误差,则采用三坐标测量机本身功能再结合三维造型软件进行。具体测量时,用三坐标测量机对零件的外形特征进行准确测量,输出测量数据,对测量数据进行处理,最后通过三维模型对误差进行分析。实验结果证明:采用三坐标测量机对具有复杂曲面外形的零件进行测量和误差分析,不仅缩短测量时间,而且劳动强度低,操作方便,并大大提高测量精度,具有较好的实用性。     

展会报导

最优性价比思瑞—三坐标测量机思瑞测量是目前国内三坐标测量机生产销量排名第一的企业。思瑞测量是由瑞典海克斯康计量技术集团(Hexagon Metrology AB)控股的一家从事研发、生产及销售精密坐标测量机,影像测量仪,测高仪等专业计量设备与仪器的合资企业。     

基于三坐标测量仪的Stewart平台标定技术

针对空间对接半物理仿真系统中Stewart平台的运动精度问题,提出一种基于三坐标测量仪的低成本标定方法.利用通用的三坐标测量仪获取运动平台的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,辨识出运动平台的几何参数并进行误差补偿.此方法的特点是能够保证所有几何参数的可辨识性,不再需要设计和加工专门用于标定的各种辅助机构和冗余传感器,具有较强的通用性和可操作性.本文阐述了该标定方法的标定过程,对残差方程的构造方式进行了讨论,仿真表明标定后平台的运动精度能够达到测量噪声的量级.最后将此方法用于某实际运动平台的标定,经过误差补偿后其精度提高了5倍以上.     

双转台五轴机床的参数化运动学建模

为支持虚拟数控机床的后处理、加工仿真、参数检测及切削动力学分析,建立其参数化运动学模型。采用修正的Denavit-Hartenberg法,推导出双转台五轴数控机床全参数化正向运动学数学模型;运用逆向运动学算法求解旋转轴及移动轴的关节参数,实现刀具轨迹数据到机床运动坐标的转换,即后置处理;以风机翼型叶片的数控加工为例,验证了该集成模型的正确性和通用性。     

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.     

基于Gemagic、MasterCAM的CAD/CAM模型重建技术研究

Gemagic和MasterCAM是CAD/CAM工程中的常用软件。通过三坐标测量仪获取点云数据,并采用Geomagic软件重构出CAD模型;在后续加工中,使用MasterCAM软件,针对已经生成的CAD模型,分析其加工工艺要求,设置加工工艺参数,生成并且校验了刀具轨迹,最后经后置处理生成有效的数控程序,并加工出实物。     

CAD系统在CMM测量中的应用

对CAD系统在三坐标测量机测量中的应用进行了介绍。通过CAD系统可以完善和扩大测量机的功能,实现曲面测量时的测头半径补偿,并能对测量数据进行处理。文中对实现这些功能的方法和步骤进行了说明。     

五轴数控机床通用坐标运动变换及求解方法的研究

五轴数控加工后置处理的难点是机床坐标运动变换;文章以双转台机床为例,利用机构运动学原理,推导出了刀位矢量及刀位点运动变换模型;模型方程可以通过混合编程方法求解,旋转角通过最短路径法优化选择;通过仿真分析对该算法进行了验证;实际计算结果表明所提出方法是正确可行的而且适用于其他任何类型的五轴机床。     

电话机外壳模具设计与制造

将逆向工程技术应用到塑料电话机外壳模具的设计与制造中,通过采用三坐标测量仪采集数据,利用UG软件进行数据处理、模型重建、模具设计及自动编程,从而实现注塑模的数字化快速设计与制造。     

基于SCARA机器人的运动学分析及关节解耦

应用牧野坐标系建立SCARA机器人运动学模型,采用回转变换张量法计算运动学正、逆解。针对机械臂末端关节滚珠丝杠滚珠花键运动耦合,完成运动学解耦。采用ADAMS建立虚拟模型,进行运动仿真,验证了运动学解耦的正确性,为SCARA机器人的运动控制提供理论依据。     

Relationships between straightness and angular kinematic errors in machines

The software compensation approach for the improvement of machine tool and coordinate measuring machine accuracy depend to some extent on machine error modelling and measurement methodologies. The currently established methodology is based on the derivation of tool position error (for machine tools) or stylus tip position error (for coordinate measuring machines) by the combination of individual axis joint kinematic error parameters. The purpose of this paper is to propose a machine error analysis based on error classification. This taxonomic approach forms a conceptual basis for an analysis of machine errors with a deeper understanding of error mechanisms at more fundamental levels. The relevance of this approach is investigated through the case study of the coupling mechanism between joint kinematic angular and straightness errors of machine linear axes. The limitations of the joint kinematic straightness and angular error modelling based on purely abstract mathematical dependence principles are explored through simulations and experiments.