三坐标数控机床误差补偿技术

三坐标数控机床误差补偿以多体系统理论为基础,将机床床身到被加工件和到刀具用二叉树表示,其线性运动轴和旋转轴的不同组合可构成不同类型的数控机床运动模型.若预先检测出机床各部件的误差,并通过参数识别得到刀尖实际位置与指令位置间的差异,据此修正数控指令,将得到较理想的刀具运动轨迹,提高加工精度.     

基于机构刚度的六杆虚拟轴并联机床几何结构优化

提高虚拟轴并联机床的机构刚度是改善加工精度进而对机床进行精确控制的关键素。针对虚拟轴并联机床的机构几何参数的优化问题,建立了以刚度为基础的机床加工过程中构刚度分析模型。这种模型考虑了加工过程中几何和载荷变化对机床整体刚度的影响,它可以入机床的瞬时弹性特性。利用这种模型对不同几何参数的虚拟轴并联机床机构进行加工模拟,算一系列加工路径中其刀具偏移,从而可以优化出具有最小刀具偏移量,亦即刀具端具有最大刚时的机构几何参数,进而改善机床的加工精度。研究结果对于六杆虚拟轴并联机床的机构设计参数确定提供了简洁有效的方法。     

三轴台测试陀螺加速度计试验误差补偿

分析了测试陀螺加速度计的试验中存在的三轴台位置误差,得出引起三轴台位置误差的原因为三轴台的定位误差和动不平衡扰动,研究了两种位置误差对仪表测试结果的影响,提出采用总体最小二乘法补偿三轴台的位置误差.总体最小二乘法为一种具有噪声清除的方法,其应用有效地补偿了测试试验中三轴台的位置误差,提高了陀螺加速度计的测试精度.     

大型球面精密磨削的球度判别与误差在位补偿方法研究

提出了一种针对大型球面精密磨削、基于图像识别的球度误差判别和误差在位补偿新方法,主要原理是根据展成法球面磨削原理在球面上形成的磨削迹线形貌特征来判别球面的形状误差。根据球面形状误差,来判别砂轮磨削主轴旋转中心线与球体旋转中心线的几何位置偏差状况,对机床几何误差进行分析和数学建模,在此基础上,提出了展成法球面磨削球度误差的在位补偿方法,并设计了在位补偿装置。实验表明该方法可以有效提高大型球面磨削的形状精度。     

基于pisson 数学模型的传感器误差补偿研究

利用三轴磁力仪对地磁场进行测量时,需要对测量点的磁干扰进行补偿,为了降低补偿费用,在传统的地磁十二分量参数法的基础上,结合传感器安装误差的特点,提出一种新的补偿方法,并且在采用铁块模拟载体实际使用环境下的干扰利用该方法进行补偿实验。实验结果表明:该补偿模型能有效提高地磁总场的测量精度,将误差由原来的-258～3 430 nT提高到了±91 nT以内。     

刀尖安装误差对非回转对称曲面加工精度影响的研究

对精密数控车铣复合机床采用慢刀伺服原理,利用柱坐标系(X、Z、C三轴联动)可进行非回转对称光学曲面的加工。为保证光学曲面加工精度,研究刀具Y向安装误差对非回转对称曲面形状精度的影响,推导误差公式。为实现刀尖的Y向调节,采用斜楔调整原理,设计并制作线性可调刀架,并用一种新的调试系统与方法保证刀尖安装的高度。结果表明:线性可调刀架结构简单、功能可靠、调整精度高,加工的曲面能满足精度要求。     

惯性平台系统误差的自补偿

提高惯性平台使用精度的途径之一是和计算机实时补偿平台误差的系统分量。首先介绍了仪表和平台误差模型，重点讨论如何从３个含有测量误差，安装误差和基准漂移误差的加速度计输出信号中，分离出载体飞行加速沿制导坐标系三轴的分量。对由于惯性基准的漂移而上起的载体姿态角的测量误差也进行了分析。     

基于PLC 的运动机构螺距误差补偿方法

为提高压机运行精度与稳定性,设计一种适用于倍福PLC 的螺距误差补偿方法。依据激光干涉仪测量设 备进给轴运行范围内不同点位的误差值,计算出对应位置的补偿值,通过相应算法实现对设备轴的定位进行补偿, 从而提高进给控制精度。结果表明：该方法对设备轴螺距误差有显著改善,明显提升设备轴控制精度。     

加工中心的改造

介绍一种立式加工中心的改造,结合机床的特点,重点介绍机床主轴部分的改造。选用FANUC 0i-MC数控系统及αi轴伺服系统及主轴伺服系统对机床进行控制,并使用HEIDENHAIN光栅尺作为各轴的位置检测元件,构成全闭环控制系统。     

基于外部坐标测量的六自由度并联机构标定方法

针对六自由度并联机构校准精度问题,提出了一种基于外部坐标测量的标定方法。利 用通用测量设备测量并联机构的位姿信息,构造一个统一度量的残差方程,其构造方式保证了所有 几何参数的可辨识性,从而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。在 此基础上,通过对冗余方程组的优化求解,可以得到并联机构各参数的估计值,并用它们替代理想 参数进行反解运算,实现误差补偿。仿真表明,此方法能够抑制测量噪声的影响,发挥并联机构不 存在误差累积的特性,标定后并联机构校准精度能够达到测量噪声的量级。最后将此方法应用于 实际设备的标定,经过误差补偿后其精度提高了5 倍以上。     

基于DH 法的数控伺服平台定位误差补偿策略

针对某型号固体材料推进剂生产过程中出现的加工误差和安装误差问题,提出一种定位位置误差补偿策 略。利用机器人领域常用的DH 法对其进行运动学建模,将建模参数误差看作随着驱动指令变化的变量,以三坐标 测量仪为测量工具,对直线轴和旋转轴实际的轴线方程进行辨识,重新建立各杆件实际坐标系的状态矩阵,拟合出 实际齐次坐标变换矩阵各元素误差与给定驱动指令的关系曲线,并对理想齐次坐标变换矩阵进行补偿。仿真结果表 明：补偿后定位位置误差能下降约40%,验证了方法的有效性。     

大倾角状态下数字天顶仪定位的倾斜误差分析

针对数字天顶仪在大倾角状态下进行天文定位时垂直轴和旋转轴之间存在的轴系误差,研究了倾角补偿值的自身修正方法,提高了倾角补偿值的自身精度。从数字天顶仪倾角补偿原理出发,提出在大倾角状态下倾角补偿值精度主要跟倾角仪的读数误差有关。经过理论分析,建立了旋转轴倾斜改正模型,推导计算出旋转轴的倾斜分量,得出了取对称观测位置的倾斜改正平均值就可以消除倾角仪读数线性漂移和零点误差的结果,通过实验对倾斜误差的消除方法进行了验证。结果显示：经过该方法对倾斜误差进行修正后,数字天顶仪的定位精度由以前的0.5″左右提高到0.3″以内。     

多维变量对机械加工误差影响系统分析

针对加工零件传统单一变量对加工误差统计分析,不能解决多关联变量之间的关系对加工误差的影响问题,提出一种多维随机变量的机械加工误差分析系统。通过分析加工零件的关联尺寸,用Matlab建立加工误差的分布规律图,分析产生有效加工误差的概率;用统计产品和服务解决方案(statistical product and service solution,SPSS)对测量出的关联尺寸组进行Q型聚类分析,分析加工误差易发生段;用3维点图法分析关联尺寸产生的系统误差和随机误差;建立环形轴类零件的加工误差系统分析模型。结果表明,该分析系统能提高机械加工误差分析的精确度。     

快速寻北系统误差补偿技术研究

寻北系统以地球自转角速度作为输入基准,利用陀螺仪和加速度计分别测量地球角速度的分量及载体的倾角,对数据进行捷联解算后获得基准轴与真北方向的夹角,从而得到载体的某一固定轴与北向的夹角。由于系统中存在着很多误差因素,它们将直接影响系统的寻北精度。作为一种精密惯性仪表,寻北系统的精度与其选用的敏感元件、结构安装及用于计算的参数等都有极其重要的关系,通过对系统的误差进行分析,找出合适标定试验方法,通过对系统进行补偿后保证系统的精度。     

基于多体系统理论的精密检测平台空间误差建模与补偿

针对大口径光学元件精密检测平台的工作特点及影响其空间误差的各项几何误差因素,运用多体系统理论,用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,建立一种空间误差数学模型。综合应用激光干涉仪、球杆仪和激光位移传感器等仪器设备,提出大口径光学元件精密检测平台各项几何误差和空间误差的测量方法,并对模型中所涉及的各项几何误差进行了系统分析和全面测量,对空间误差进行补偿。误差补偿实验证明所提模型正确有效,将空间误差从补偿前-70.01~22.14 μm降低到补偿后-4.22~5.8 μm,大大提高了精密检测平台的测量精度。     

数控雕铣床加工中对刀仪的应用

介绍数控雕铣床加工中对刀仪的应用.对刀仪在加工前应固定于光滑的机床工作台面上,然后进入CNC的手动方式,使刀具接近对刀仪.接着进入数控系统的对刀模式,在刀尖碰到对刀仪后,系统检测到该时间垂向轴机床坐标值,并记入对刀参数中;下次重新对刀检测到的机床坐标后,将自动与参数中的坐标值进行比较,并存入刀具参数中.     

基于盲源信号分离的加工误差分离方法研究

针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点,提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型;根据盲源信号分离相关理论,建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型,实现了相近尺度的系统加工误差分离,并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证,结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点,提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型;根据盲源信号分离相关理论,建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型,实现了相近尺度的系统加工误差分离,并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证,结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。