接触式轴孔内径在线测量中测头系统误差分析

为提高轴孔内径在线测量精度,分析了接触式测量过程中,测头半径误差与测头预行程误差对测量结果的影响以及其补偿方法。针对测量过程中测头半径误差,通过计算被测点的法矢,可进行有效的测头半径误差补偿;提出了基于BP神经网络的预行程误差预测模型,根据标准球实际测得的预行程误差,在对所建立的神经网络训练的基础上,对触发式测头在不同法矢上的预行程误差进行预测,并将预测结果与标准球相应的实际测得的结果进行比较,比较结果验证了该预行程误差预测模型的有效性。     

线结构光测头的误差补偿

提出了一种线结构光测头误差检测和补偿方法。通过对线结构光测头测量精度的误差来源进行系统分析,确定测量过程中光平面倾斜和光条宽度的变化是产生测量误差的主要因素。提出了倾斜误差的检测方法并设计了检测装置,利用改进的BP神经网络模型实现了倾斜误差的补偿。实验证明,该方法能在很大程度上提高线结构光测头测量数据的精度,补偿后的误差接近光平面倾斜角度为零时的误差。     

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。     

模拟测头标定的研究

在分析模拟测头工作原理的基础上，以英国Renishaw公司SP600M模拟测头为实例，建立模拟测头标定的数学模型，提出简单快速的标定空间任意姿态模拟测头的方法。并讨论其误差补偿，以提高模拟测头的测量精度。     

关节臂式坐标测量机测量力误差分析及补偿

针对接触测量力对关节臂式坐标测量机(AACMM)测量精度的影响展开研究。对测量力引起的长度测量误差进行理论和实验分析,得到测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形是影响关节臂式坐标测量机测头精度的主要因素。建立了关节臂式坐标测量机测头与被测件的局部变形、测杆的弯曲变形的数学模型,并对测量结果进行了测量力误差补偿。实验结果研究表明,测量力引起的误差对接触式关节臂式坐标测量机测量精度影响很大。通过本研究成果,可在很大程度上补偿测量力引起的误差:平均长度测量误差降低82%左右,最大误差降低约47μm,有效地提高了关节臂式坐标测量机的测量精度。     

基于圆度测量的三维测头多向耦合性分析

测头测量有诸多的影响因素,其中测头的耦合性是影响测量系统精度的因素之一。为探讨三维测头测量过程中耦合性对测量精度的影响。本文基于齿轮测量中心平台,使用三维测头对圆度的进行测量,分析这一影响因素。首先,从内部结构说明测头耦合原因的来源,设计了圆度测量的采样策略,分析在不同采样情况下测量结果的差异;即从不同起测位置点对圆度进行测量,以及测量时顺时针和逆时针旋转测量对圆度误差的影响。实验结果发现圆度误差在不同采样情况下存在一定的差异和规律性,验证了耦合性对测量误差的影响。     

测头圆度对齿轮极坐标测量法精度影响的分析

采用极坐标法测量圆柱齿轮的渐开线齿廓偏差时,圆球测头与齿廓的接触点在测头球面上不断变化,圆球测头的圆度误差会影响测量的精度.为此,用椭圆形球测头模拟圆球测头的圆度误差,提出了一种可以计算椭圆形球测头本身产生的测量误差的计算方法.采用该方法对不同类型的测头,在测量不同规格齿轮时产生的测量误差进行了计算和分析,归纳和总结了...     

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。     

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。     

基于触发式测头的五轴车铣加工中心曲轴在线测量方法的研究

通过对测头进行标定,将标定值补偿测量时产生的测头触发误差,实现高精度的测量。实测表明测量精度优于20μm,满足大型曲轴零件的测量要求。     

Investigation of error separation for three dimensional profile rotary measuring system

High precision 3D profile rotary measuring systems for large diameter workpieces are urgently needed in precision engineering. Error separation is critical for improving the accuracy of the system. In order to obtain higher accuracy for 3D profile rotary measuring systems, the random and systematic errors are analyzed and separated in this paper. In the measuring system, roll and pitch caused by the probe tilt violate the Abbe principle. Roll is removed by using two probes and pitch is separated by the interferometer method. The radial run-out and the perpendicularity error between the probe and the spindle axis are compensated by a two-probe-two-step method carried out on a standard hemisphere artifact. As the form error of the artifact is mixed with the perpendicularity error, the least-squares method is applied to fit the hemisphere and work out the perpendicularity error and the profile error of the hemisphere. Finally, numerical validation is presented using Matlab program to demonstrate the effectiveness and correctness of the proposed method.     

测头读数及定位误差对三点法圆度测量精度的影响

研究三点法测量圆度时测头的读数及角位置误差对圆度测量精度的影响。从三点法的原理出发对测量过程进行误差分析,导出了圆度测量误差方程,并通过计算机仿真详细研究了测头的读数及角位置误差对圆度测量精度的影响。圆度测量精度主要决定于读数误差;如果３个测头间的夹角选择不当,将使测头读数误差在某些谐波上被大大放大。必须恰当选择３个测头间的夹角,使读数误差对圆度各次谐波测量结果的影响都较小。     

形位误差测量的误差分析

分析了影响形位误差测量精度的各种误差因素,指出回转精度是测量仪器最重要的精度指标,轴向导轨直线度误差将影响被测工件圆柱度误差和素线直线度误差的测量精度,轴向导轨对回转轴线的平行度误差主要影响圆柱度误差评定结果,工件安装误差对测量结果的影响可以忽略。     

Error modeling and analysis of inclinometer based on digital accelerometer

Measuring accuracy of inclinometer based on accelerometer is mainly influenced by the adopted accelerometer sensor.To improve the measuring accuracy of the inclinometer,the structure of the measuring system is given and measuring principle is analyzed,and the error model is established in this paper.Furthermore,the model is verified by simulation and experiment,which not only gives the smallest errors of the measured pitch and roll,but also lays foundation for sensor selection,error analysis and error compensation.The results show that the error model is of practical value.     

齿轮精度理论和测量技术的发展

介绍了齿轮精度理论和齿轮测量技术的发展现状,重点探讨了由我国创新的齿轮整体误差精度理论和齿轮整体误差测量技术的发展及其在微小齿轮测量中的应用。     

三轴机械几何误差辨识新方法的研究

为高效，简便，精确辨识三轴机械的几何误差，提出了一种新的位移辨识法，并以XYFZ型三轴立式机床为例，详细讨论了误差辨识的基本原理，该方法通过测量工作区内12条直线上的位移误差能快速，精确确定三轴机械的全部21项几何误差，缩短了误差辨识时间，并只需要少量的测量设备，是三轴机械精度评定的一种有效方法，特别适合经常性的精度监测和校正。试验结果验证了所述方法的正确性。     

微机综合测量系统的误差因素分析

分析了采用微机综合测量系统检测机械零件尺寸及形位误差时的主要误差因素,并提出了消除或减小误差的方法。     

梯形活塞环梯形角度及基圆高综合测量的误差分析

对梯形活塞环梯形角度及基圆高综合测量方法进行了系统的误差分析 ,并给出了仪器精度及可靠性指标的测试结果     

基于测量数据反演并联机床非线性位姿误差模型

利用最小二乘技术识别模型参数 ,将非线性问题作线性化处理 ,提出了一种基于测量数据反演非线性误差模型的建模方法。结合算例 ,指出了此类模型设计应注意的问题。五轴并联机床约束机构误差模型仿真结果表明 ,由此得到的误差模型精度高。利用所得模型对机床位姿进行补偿 ,即可提高机床沿该位姿方向的定位精度     

Modeling and error analysis for assessing spindle radial error motions

The rotating accuracy of a machine tool spindle directly affects the roundness of machined parts. Commonly, a precision arbor and one or two probes are used to inspect the spindle axis error motion. When the spindle error motion is in the same order of magnitude as the accuracy of the reference arbor, it is desirable to separate the roundness error of the reference arbor from the spindle error. One of the methods used is the three-probe method. This paper presents an exact geometric model and error analysis for the conventional three-probe method. The exact model is used to show that there is an approximation error in the commonly used governing equations of the three-probe method. To reduce inaccuracy in the converted axis motion and arbor contour, the reference arbor accuracy should be at least ten times better than that of the axis motion. It is also shown that the mounting error of the probes should be less than one-fiftieth of the size of the axis motion and the arbor size. The exact geometric model developed in this paper can also be extended to analyze the accuracy of other spindle inspection or roundness measurement methods.