基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法研究

提出了一种基于克里金插值的机床空间误差测量与补偿方法。机床加工精度一般受切削力、热变形和空间误差的影响,为采集机床空间误差样本,提出了一种基于克里金插值的测量方法,利用激光跟踪仪测量给定点的空间误差,通过克里金插值计算给定点之间的空间误差,并进行了机床空间误差测量实验。结果表明,克里金插值的计算精度明显高于线性插值,有效提高了空间误差测量精度。为实施空间误差补偿,通过对机床误差模型进行分步解耦,开发了空间误差补偿器,并进行了机床空间误差补偿实验。结果表明,机床主轴在X轴方向的变形量为025μm,实施空间误差补偿后,某工件平面加工后的最大轮廓误差由15μm减小到了5μm。该补偿方法为提高数控机床的加工精度提供了一种有效途径。     

一种多误差因素影响下的空间误差建模方法

目前,关于机床空间误差建模的研究较少考虑由于机床自重引起刀尖点处的偏移量,导致空间误差模型的预测精度与实际结果存在偏差。为了解决上述问题,文章提出一种综合考虑几何误差和机床自重引起刀尖点处偏移量的空间误差建模方法。首先,基于多体系统理论和齐次坐标变换原理建立机床空间误差模型,其次利用正交实验法选出25组加工点,通过仿真分析得到样本点处机床自重引起的刀尖点处偏移量,并通过拟合建立刀尖点偏移量模型,揭示了刀尖点偏移量随加工位置的变化规律,从而建立了一种综合考虑几何误差和机床自重引起刀尖点处偏移量的空间误差模型,最终以“S”形试件为研究对象,进行仿真分析和实验验证,通过对比预测结果和实验结果发现获得的“S”形试件的轮廓误差变化趋势基本相同,残差值较小且低于测量结果的10%,验证了该方法的正确性。该方法的核心思想适用于各类多轴机床。     

双转台五轴机床空间误差补偿技术研究

几何误差、热误差和切削力误差占到了机床总误差的75%,对这3项误差进行控制是提高机床加工精度的关键所在。以双转台五轴机床的空间误差作为研究对象,通过对加工位置、主要热源及电动机电流等相关因素进行分析,确定空间误差建模所需的位移变量、温度变量和切削力变量。以现有的多种误差建模方法为基础,通过对信息融合技术进行研究,提出一种机床空间误差的多模型融合预测方法,建立综合反映几何误差、热误差和切削力误差的最优空间误差模型。最后以DSP为核心,设计空间误差补偿器,实施空间误差补偿,验证补偿效果。结果显示,建立的模型预测精度较高,残差小于2μm,而实施空间误差补偿后,加工零件的轮廓误差也由15μm降到了5μm,补偿效果明显。     

基于Matlab的串并联机床空间误差建模及补偿**!

构建了5-DOF串并联机床的正解和逆解误差运动方程。基于Matlab程序对正解运动方程进行编程,根据原始误差参数仿真出机床空间误差补偿前刀具切削模型,根据隐含误差参数仿真出机床空间误差补偿后刀具切削模型。对比补偿前和补偿后模型的面形误差,结果表明:补偿前和补偿后模型的面形误差均呈现四周大中间小,通过误差补偿可有效减小机床空间误差。     

适合实时硬件实现的Bayer图像插值算法

现今已有大量的CFA插值算法问世,然而大多数只是针对独立使用或者是后期处理的场合。因为这些方法往往需要复杂的运算过程甚至迭代计算,所以不适合实时硬件实现。针对高清Bayer图像,提出了一种面向硬件的实时、高效的插值算法。该算法专注于插值过程的计算复杂度最小化以适合低资源利用量的实时硬件实现并且使最终输出的彩色图像保持较高的质量。使用加权梯度方法对每个像素的3乘5邻域分析得到最平滑的两个方向,丢失的两个颜色分量则沿该两个方向进行插值。采用了峰值信噪比(PSNR)和CIELAB颜色空间误差两种评判标准将该算法与目前一些常用的插值算法进行了比较。     

等几何分析中Dirichlet边界条件的配点施加方法

相对于传统有限元,等几何分析使用NURBS基函数统一表示几何和分析模型,它能消除传统有限元的网格离散误差,容易构造高阶协调单元。但是由于NURBS基函数缺乏插值性,控制顶点也不一定位于几何边界上,使得难以直接施加Dirichlet边界条件。针对这一问题,提出一种基于样条拟合的Dirichlet边界条件施加方法,通过引入一组边界配点来拟合边界条件。注意到不合适的配点策略会使得边界插值方程组奇异或者条件数过大,详细讨论配点选取的基本准则,提出两种鲁棒的配点方案:Greville横标和Chebyshev插值点法。并且将配点方法扩展到最小二乘形式,设计一种快速的场变量消去算法。通过实例验证上述方法的可行性和有效性。试验结果表明,各种配点策略的收敛率基本保持在一个量级,因此配点法的关键是选择稳定的配点方案。     

卧式加工中心空间误差预测与验证

由机床几何误差复合而成的空间误差是影响加工精度的主要因素。以提高数控机床加工精度为研究目的,提出了一种基于旋量理论的机床空间误差预测及其验证技术。首先,借助旋量指数积建立了机器人末端实际位形旋量指数积数学模型,通过分析了机床21项几何误差并结合运动链拓扑搭建了机床完备模型;进而,以传统辨识方法识别了21项几何误差,输出机床空间误差预测结果;最后,开展了基于ISO230-6的体对角线实验值与模型预测值对比验证实验。实验结果表明四条体对角线实验测量值与模型预测值符合程度较高,有效验证了基于旋量理论的卧式加工中心空间误差预测分析方法正确性及合理性。     

五轴数控机床万能主轴头空间误差建模研究

五轴机床万能主轴头空间误差建模的传统方法采用齐次变换矩阵(HTM)进行运算,计算过程复杂,物理意义很难理解。提出了一种主轴头空间误差的简化建模方法。综合考虑了主轴头两个旋转轴的运动误差和刀具热误差对主轴头空间精度造成的影响。优化了机床运动坐标系设置,从而降低了空间误差模型的复杂性。基于刚体运动学原理,描述了主轴头的运动误差传递关系。结合实例,推导出了主轴头空间误差的数学表达式,其建模过程简单,物理意义明确。     

数控机床误差的多项式预报与补偿

建立了数控机床空间误差预报的多项式模型，该模型把机床的空间误差表示为机床运动坐标的多项式函数；提出了用激光球杆仪直接测量机床空间误差的方法；由机床工作空间有限定位点误差的测量数据，利用最小二乘法来决定误差预报模型的系数。在XK713数控加工中心上进行了误差的多项式建模和补偿实验，结果表明本误差预报和补偿方法省时，效果显著。     

图像插值放大方法的研究与应用

图像放大是数字图像处理的一个基本内容,为了更好地对数字图像细节进行描述,更能发挥数字图像在各应用领域的辅助作用,需要对数字图像进行放大.因此,本文针对两种图像插值放大算法(最邻近点插值算法和双线性插值算法)进行了比较研究.通过实验结果和比较发现,双线性插值算法效果较好,而最邻近点插值算法容易失真.