基于多体系统理论的数控机床误差建模

基于多体系统运动学理论的基本原理并结合一台专用数控机床，阐述了多体系统的拓扑结构，低序体阵列，以及特征矩阵的构建方法。分析了多体系统有误差运动的基本规律，研究了根据特征矩阵得到综合误差的算法。     

基于多体系统理论的三轴数控机床误差补偿模型

对多体系统理论进行了介绍、探讨和研究,并运用多体系统理论建立了三轴数控机床的误差补偿模型,以期对数控机床误差的软件补偿方法有所帮助。     

通过几何误差分区来提高数控机床加工精度的研究

将传统点误差补偿的方法与误差分区补偿方法进行对比,在对比中发现通过误差分区修改数控指令的方法可以显著提高机床的加工精度.     

基于多体系统理论的机床建模与几何误差分析

对多体系统的基本理论和运动学内容做了详尽的叙述,并将其应用到五轴高速加工中心误差分析与建模中。以DZ08FX型双主轴五轴高速加工中心为研究对象,对机床的结构描述,相邻运动部件间的坐标系建立,体间特征矩阵,几何误差分析和相对运动约束方程都进行了具体的说明,系统完整地推导出实际运动过程中刀具成形点位置误差和姿态误差的运动学模型。为后续误差辨识工作奠定理论基础。     

基于多体系统理论的五轴加工中心几何误差建模

基于多体系统的基本理论,介绍了复杂机械系统的描述方法,阐述了机械多体系统的拓扑结构、低序体阵列以及变换矩阵的构建方法.研究了数控机床几何误差建模的基本规律,并以五轴加工中心为例,详细阐述了几何误差建模过程,给出了具体数学表达式.     

基于多体系统理论的三坐标数控铣床几何误差建模

分析了数控机床主要误差来源和现有误差补偿技术;阐述了多体系统的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵的构建方法.以XK0820型三坐标数控铣床为例,运用多体系统理论建立了该机床的几何误差模型,说明了建模过程,给出了几何误差模型的具体数学表达式.     

多轴数控机床的几何精度分析

在多体系统理论的基础上,以一台多轴数控机床为研究对象,通过建立几何误差模型,对机床在整个加工空间的误差进行几何精度分析,从而为机床的设计和装配提供可靠的依据。     

基于多体理论的极坐标数控铣齿机床几何误差建模

基于多体系统理论,以极坐标数控铣齿机床为研究对象,建立了机床整机空间几何误差模型.根据建立的几何误差模型,并利用辨识得到的误差数据,可以准确计算出机床的几何误差,为误差补偿提供了理论依据.     

基于多体系统理论的三轴转台几何误差建模以及灵敏度分析

三轴转台用于惯导设备的测试,工作精度是其关键性能指标之一,为提高三轴转台标定的工作精度要求,分析了三轴转台各项误差项对其精度的影响程度。基于多体系统理论以及坐标系变换理论,结合三轴转台的运动特点以及拓扑结构图,建立了三轴转台误差传递的数学模型。在此基础上,利用函数全微分理论提出了三轴转台误差灵敏度的分析方法,建立了三轴转台误差灵敏度分析模型,通过软件计算分析,得到了影响三轴转台精度的关键性误差源,为三轴转台的误差设计以及误差分配奠定了理论基础。     

运用多体系统运动学理论的复合数控机床几何结构建模的研究

随着复合数控机床应用的日益普及,对其加工精度的要求也越来越高,为此,需要系统研究复合数控机床的加工误差以及相应的误差补偿方法。根据多体系统运动学理论,以多体系统拓扑结构分析理论为基础,推导出复合数控机床的车削操作和铣削操作的精密加工方程式,为进一步研究复合数控机床加工的误差补偿方法和相应的仿真分析奠定了基础。     

基于多体系统理论的汽车凸轮轴磨削几何误差建模与辨识技术理论研究

针对汽车凸轮轴磨削加工中存在的精度问题,从提高MKS8332A数控凸轮轴磨床几何精度出发,以达到提高凸轮轴磨削精度和加工效率为目的进行了相关研究。运用多体系统运动学理论,分析并建立了该磨床磨削高精密凸轮轴过程的几何误差模型,推导出了该磨床精密加工运动约束条件方程;在多体系统理论误差参数辨识模型基础上,结合球杆仪测量原理所提出的辨识方法,能够很好地对该磨床的几何误差参数进行辨识;在此基础上研究了精密数控指令和逆变凸轮廓形的求解算法、理想数控指令的生成方法、砂轮轮廓误差的计算方法;最后给出了凸轮廓形曲线的拟合方法和刀具路线的计算方法。      

基于微分变换的多轴数控机床几何误差解耦研究

基于几何误差可等效为微分运动的原理,提出了基于微分变换的多轴数控机床几何误差建模的方法;运用雅可比矩阵建立了补偿值与刀具位姿误差之间的映射关系,矩阵中的元素可通过微分变换进行求解,由此利用雅可比矩阵的广义逆建立误差解耦模型。在此基础上,设计了多轴数控机床通用的自动化解耦计算流程。最后进行了五轴联动测试轨迹的误差补偿实验,补偿后的轨迹精度得到了显著的提高,验证了误差模型及解耦算法的有效性。     

基于多体系统理论的数控铣床误差建模

数控机床是机械、钢铁、汽车等行业的主要生产设备,而误差也成为影响数控机床精密度的主要因素。利用多体系统理论来对西门子数控铣床的误差进行建模,通过对误差模型的分析,在安装与制造过程中对误差项进行控制和补偿,从而提高数控铣床的加工精度。     

零部件数控机床加工精度综合误差模型构建研究

提出一种基于综合误差模型的零部件精度加工控制方法,对机械加工的误差来源进行分析。以高精度五轴加工机床为例,构建参考坐标系、相对坐标系和齐次坐标,并通过齐次变换,建立不同部件的运动关系和误差关系,通过推导求解得到综合误差。以实际的零部件加工为例,对以上的方案进行仿真验证,仿真结果与实际加工测量结果大致相同,为高精度零部件加工提供借鉴。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

基于线性回归理论的数控机床精度检测及误差补偿分析

为提高数控机床定位精度,需对精度的误差源进行分析及补偿。基于线性回归理论,采用激光干涉仪为检测工具,建立了BF-850B数控机床数据检测的精度检测与补偿模型,并根据各个测量点位误差特性进行分析,确定采用一次性线性补偿和多段式线性补偿方法;最后,结合具体的数控机床实例,根据得到的实验数据验证实现误差补偿,对定位精度的补偿效果进行了分析。结果表明:一次性线性补偿将X轴精度由4.853 1～35.025 0μm提高至-2.472 1～0.736 3μm;将Y轴精度由-14.425 0～-4.132 5μm提高至-2.481 2～0.752 9μm;将Z轴精度由-4.128 0～17.227 1μm提高至-0.501 5～1.324 5μm;多段式线性补偿将X轴精度提高至-1.364 1～0.484 0μm;将Y轴精度提高至-1.364 1～0.551 0μm;将Z轴精度提高至-0.412 0～0.495 2μm;补偿前根据数据分布的主要特点,采用呈线性或分段式对数控机床的系统误差进行相应的呈线性或分段式补偿有着很好的补偿效果。     

数控机床几何误差和误差补偿关键技术

针对目前数控机床的精度强化技术，提出误差补偿需经误差测量，误差建模及系统融合，分析了国内外测试仪器及方法，指出了主要存在精度和效率的矛盾及目前关键是开发高性能测试仪器的问题。     

基于多体运动学的测量机几何误差敏感性分析

针对专用双臂螺旋桨测量机的几何误差问题,提出一种基于多体运动学的几何误差敏感性分析方法,来保证专用双臂螺旋桨测量机的空间几何精度。针对专用双臂螺旋桨测量机结构及几何误差关系,建立了考虑运动几何误差的运动学模型。运用多体运动学理论求解相邻体间的特征变换矩阵,根据测量机装配几何误差和运动几何误差建立测量机空间误差模型。通过运动轴几何误差对螺旋桨测量精度的对比验证,结果表明该算法能实现专用双臂螺旋桨测量机的几何误差敏感性分析。     

一种多轴数控机床几何误差补偿方法

多轴数控机床加工系统控制程序一直是影响工业加工精度的关键所在,鉴于此,构造了一种基于控制程序的多轴数控机床几何误差补偿方法,能有效降低制造过程产生的几何误差的影响。首先,通过干涉测量体积误差情况,可在机器无需机械调整的前提下提高加工和测量精度;再根据机器工作区的体积误差分布,设计基于映射的数控程序补偿策略,以便获得最小误差。误差补偿测试对比结果表明,该方法可有效降低三轴数控机床的误差,具有较好的误差补偿及精度分配效果。     

动态测量数控机床的几何误差

数控机床的检测与修正是机床行业中的一个关键组成部分,每个国家都有相应的测量数控机床几何位置精度,特别是静态几何精度的标准。由于工件是在动态的过程中进行加工,数控机床的静态精度并不能完全代表其几何位置精度,对于某些精密加工和高速加工场合,必须对数控机床进行动态测量补偿,本文介绍了一种动态测量数控机床位置精度的系统,并给出了一些动态误差的实验结果。