基于最小二乘法CNC无线测头智能检测控制系统设计

为提高CNC在机检测效率和质量，针对现有的接触式测头各种检测误差，研究一种基于最小二乘法曲线拟合插值方法的测量误差补偿模型，该算法通过最小二乘法分别对测头模型标定、系统测量误差补偿模型构建，设计了一套精度较高的CNC无线测头智能检测与控制系统，达到在机测量零件尺寸精度和误差补偿。生产结果证明该系统误差补偿算法的可行性、有效性与优越性较高，提高了生产效率、生产质量，降低了次品率、生产成本，能广泛适用于CNC数控铣削精密加工零件尺寸测量与误差补偿。     

坐标测量机上盘状凸轮检测方法研究

本文研究直接在三坐标测量机上检测凸轮并评定误差的方法和理论。在凸轮工件型面上接采点测量数据,用不等距三次Ｂ样条函数和最小二乘法拟合测头中心轨迹,通过测头半径补偿和凸轮从动轮数据转换,得到凸轮升程曲线,运用最小条件法评价凸轮误差,同时还可以评价凸轮机的速度、加速误差。数字仿真计算和实验结果表明,本文方法具有测量过程简便,测量效率高、计算精度高,应用性广播等优点,适用于三坐标测量机为检测设备的自动加工     

基于双串口单片机的大型筒类零件在机测量系统研究

针对大型筒类零件形位误差测量中存在的问题,提出一种被测工件加工完成后保持不动,通过定位夹紧和测量装置围绕被测工件旋转的在机测量方法。采用双串目的单片机完成数据的检测和通讯,利用最小二乘法建立形位误差的评定模型,采用MCGS组态显示评定结果,能较好地满足该类零件的测量要求。     

复杂曲面零件加工精度原位检测系统的残余误差补偿

复杂曲面零件数控加工后直接进行原位加工精度检测和误差补偿,是实现精密产品闭环制造模式的有效途径。原位检测系统的误差来源于测量系统误差和机床运动系统误差,经相关的误差分离与误差补偿后,仍存在较大的残余误差,影响检测精度及其推广应用。针对原位检测系统的检测精度问题,开展检测系统残余误差的回归建模与补偿研究,在机床几何误差、测头半径误差以及预行程等基本误差补偿的基础上,建立基于偏最小二乘回归分析算法的误差回归模型,实现曲面零件测点法矢方向的检测数据二次补偿。在算法实现的基础上,列举复杂曲面零件进行数控加工与在线检测的试验研究。试验结果表明,二次误差补偿方法可以进一步提高原位检测系统的检测精度。     

CNC齿轮测量中心上盘形凸轮测量方法研究

研究了直接在CNC齿轮测量中心上检测凸轮并评定误差的方法和理论。在凸轮工件型面上直接采集测量数据,用三次样条插值函数拟合测头中心轨迹,通过测头半径补偿和凸轮从动轮数据转换,得到凸轮升程曲线,运用最小条件法评价凸轮升程误差。此方法具有测量过程简便、测量效率高、计算精度高、应用性广等优点,适用于以CNC齿轮测量中心为检测设备的自动加工系统。     

基于LabVEWI的圆度误差在线检测系统

针对回转体零件圆度误差的检测和分析,设计了一套与磨削加工同步进行的圆度误差在线检测分析系统。确定系统的总体方案,设计专用测头机构,阐述测量原理。利用Lab VIEW软件平台,对采集到的数据进行滤波处理。采用最小二乘法进行圆度误差评定,实现了圆度误差在线测量。     

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。     

大型轴类零件同轴度误差数据采集与数据处理系统的研究

运用半径增量法，建立了大型轴类零件同轴度误差的最小二乘法和最小条件法两种评定方法的实用数学模型。介绍了采用微机控制的大型轴类零件同轴度误差数据采集与数据处理系统的组成。在ＳＴＤ工业控制机的控制下，系统可自动实现测头调零、数据采集、数据处理、测量结果显示和（或）打印。运用该系统对工件进行了实际测量。实测结果表明：该系统安装调试方便，抗干扰能力强，测量速度和测量精度均较高。在车间条件下，既适用于加工中的大型轴类零件同轴度误差的在机测量，也适用于处于正常使用安装位置的大型轴类零件的在位测量。     

主轴热误差的数值建模分析

数控机床逐渐向高精度、高速度、精密化、智能化方向发展。机床的精度直接影响了工件的加工精度。以测量加工中心主轴系统的温度场和热误差数据为基础,采用五点法测量了加工中心主轴系统的温度场和热误差数据,用偏最小二乘回归方法建立了两者的多元线性回归模型,并对各个测温点的温度变化与主轴热误差之间的量化关系进行了定性研究。经研究分析,该模型具有较强的预测能力和较为理想的精度,可以满足加工中心热误差实时补偿的需要,也可作为机床设计和制造的参考依据。     

光学非球面坐标测量中位姿误差的分离与优化

在开发了一种专用非球面坐标测量机的基础上,分析了测量系统与工件在空间6个自由度上的相对位姿误差的关系,建立了位姿误差的数学模型。利用模型参数估计的方法,建立了测量数据与名义面形之间基于最小二乘法的优化模型,得到了上述位姿误差的最小二乘估计,并据此对工件面形误差测量结果进行校正,消除了位姿误差的影响,提高了测量结果的可信度与精度,最终使测量系统精度达到0.5 μm,重复精度优于0.3 μm。     

复杂轴类零件非圆轮廓接触式随动测量方法

非圆轮廓随动接触测量方法研究对实现曲轴、凸轮轴等复杂轴类零件高精度、高效率检测具有重要意义,针对复杂轴类零件非圆轮廓表面检测设计了一套接触式随动测量方案。借助头尾架环规建立工件坐标系,提出了回转中心与顶尖几何中心相对位置关系标定方法,建立了随动接触测量装置沿工件轴线方向运动时与回转轴线不平行引起的系统误差计算模型。利用凸轮基圆区域的转角与径向尺寸进行基圆最小二乘圆心位置寻优,以实现凸轮偏心修正,采用敏感点法与最小二乘法相结合的方式构建了凸轮升程误差评价模型。仿真分析了随动接触测量装置安装误差与顶尖几何中心标定误差对凸轮升程误差评定的影响。与ADCOLE 1200SH专用量仪的对比试验和重复性测量试验研究表明:SE13-J10型轴类零件随动接触测量机的凸轮尺寸、形位误差测量精度和重复精度满足轴类零件高精度测量需求,验证了接触式随动测量方案与凸轮误差评价模型的正确性。     

应用计算机测量圆度的研究

本文研究的圆度测量方法是基于用微计算机进行数据处理,按最小二乘法来评定圆度误差的。本测量方法在数据处理过程中,剔除了安装偏心的影响,对测件的安装找正要求比较低;还能在测量圆度误差的同时,测出被测件的实际半径;无论是整圆形工件,还是非整圆形工件,都能有效地进行测量。一、最小二乘圆评定法所谓     

基于最小二乘法的机床螺距误差补偿方法研究

为减小机床的定位误差、提高加工精度，提出基于最小二乘法的误差模型及其补偿方法。运用最小二乘法多项式拟合方法建立螺距误差补偿数学模型，并将模型应用到数控系统，根据模型形成的补偿曲线，通过激光干涉仪检测得到三轴加工中心进给轴的定位误差数据，利用校正周期插补坐标值的方法，对三轴加工中心的螺距误差进行补偿。结果表明，使用最小二乘法对机床进行补偿后，机床各进给轴的定位精度均提高80%以上，具有显著效果。     

光笔式视觉测量系统中的测头中心自标定

考虑光笔式视觉测量系统的测量精度与测头中心位置的准确性相关,本文提出一种基于系统测量模型的测头中心自标定方法.该方法利用每幅光笔图像上的控制点信息,根据位置不变原理建立目标优化函数;利用非线性方程组最小二乘解的广义逆法对目标函数进行优化求解,获得测头中心在光笔坐标系下的位置.最后,借助参考标准锥完成标定,并结合平均思想改善收敛稳定性和速度来实验验证本方法的实用性.实验结果显示,测头中心坐标x、y、z轴的稳定性可分别达到0.033 mm,0.030 mm和0.043 mm,且具有满意的收敛速度.另外,对测量工件圆孔直径与参考值进行比较表明:测头中心标定后,系统的测量精度可满足中等精度的工业测量要求.     

基于数学模型的视觉测量系统图像畸变校正方法

视觉测量系统图像中存在的各种非线性畸变对测量精度产生影响,必须进行校正。生产过程中的干扰使畸变随机变化,因此采用不变参数的图像畸变校正模型难以实现工件尺寸的精确测量。提出一种新的畸变校正方法,采用自回归时间序列模型的一般表达式建立被测工件直线边缘的数学模型,并采用最小二乘方法以及综合考虑计算量的损失函数最小准则实现模型的参数估计和定阶。根据模型的输出滤除被测工件直线边缘的趋势成分,获得被测工件的真实边界位置。通过计算两边界之间的垂直距离达到测量工件尺寸的目的。试验证明,该算法简单可行,可用于加工过程的在线检测。     

基于气动测量的数据优化及监管系统开发

传统生产加工中,工件尺寸主要由测量人员通过仪器测量再手工记录,效率低精准度差;随着智能制造的持续推进,提出使用Java等网络技术建立数据优化及监管系统;齿轮作为常见的零部件,常与轴配合,故其内径加工精度要求较高,以齿轮内径为主要研究对象,通过对气动量仪的测头设计及测量算法的优化使测量数据更加精准,通过数据传输将测量数据...     

超精密平面度在线检测方法研究

磨削问题过实验,效性。介绍了一种用最小二乘逐次两点法对超精密平面度进行在线检测与误差分离的方法;针对平面光学玻璃设计了一套在线测量系统,所提出的方法可以精确而快速地分离出被测平面移动的导轨运动误差,通验证了该测量方法能在机床上直接测量工件的平面度误差,消除基准误差,从而保证实现在线测量的有     

用圆柱度仪测量平面度误差的新方法

阐述了一种测量矩形工件平面度误差的新方法。首先利用圆柱度仪和角尺对被测件进行测量，同时采集原始测量数据．然后利用最小二乘法实现平面度误差的评定。采用这种测量方法可以更全面地实现对较小型矩形工件平面度误差的测量与评定。     

虚拟式数控机床在线测量仪系统及其实现

将虚拟仪器技术引入数控机床在线测量仪,通过三维测头与工件的接触或碰撞,机床数控系统向虚拟仪器系统返回测量结果.结合测头与工件的具体几何位置关系进行补偿和形位误差计算处理,得到加工工件的质量评价参数及可视化展现.介绍了虚拟式数控机床在线测量的功能及其功能实现,重点分析了测量软件的实现以及减小测量误差的方法和措施.     

基于最小二乘法的槽式太阳能聚光镜面的面形拟合

针对抛物槽式太阳能集热系统中,支架加工和检测困难的现状,提出一种新的检测方法.通过测量单个槽式支架尺寸,根据测量点节点位移,提出采用最小二乘法拟合标准支架和待测支架的变形曲面数学方程.通过计算两种支架最佳吻合光滑曲面间的法向偏差ρ,确定待测支架变形曲面的法向均方根误差σ,并以标准反射面精度参数作为法向均方根误差的评判标...