五轴机床旋转轴几何误差分析与补偿

五轴机床旋转轴之间装配所导致的位置无关几何误差（PIGEs—Position independent geometric error）是决定机床精度的关键因素,如何量化PIGEs对位姿精度的影响程度以及误差项之间的耦合作用强弱,从而合理地确定补偿值的权重系数是目前机床误差补偿技术所关注的热点问题。为降低五轴机床装配导致的PIGEs对机床精度的影响,首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了混合式五轴机床几何误差综合模型,表征了空间误差向量与几何误差项之间的映射关系。其次,考虑几何误差的分布特性,引入Morris全局灵敏度分析方法量化几何误差的作用效果及误差参数间的耦合强弱,通过灰色关联度分析表征误差的敏感性系数与位置向量、姿态向量间的关联程度,基于分析结果确定位置无关几何误差补偿值的权重系数。最后,以摆头-转台为特征的混合式五轴机床为例,进行基于球杆仪(DBB-Double ball bar)的几何误差测量辨识实验,利用辨识值进行虚拟圆锥台轨迹测量、误差补偿和复杂曲面零件加工实验。结果显示：十项几何误差对姿态误差的直接作用效果最为明显,利用基于敏感性分析的修正补偿值进行误差补偿后,虚拟圆锥台测量轨迹的半径偏差减小了65.1%,圆度误差降低了58.8%。基于误差分析实施误差补偿后,“S”型工件的轮廓精度平均提升了49.9%,误差补偿结果验证了误差分析结果的准确性和有效性。     

大型龙门铺丝机综合误差建模及补偿

为了提高大型龙门自动铺丝(AFP)机的精度,提出重力变形与几何误差综合建模与补偿方法. 采用有限元法对龙门铺丝机进行静力学分析,通过工作空间网格化方法建立重力变形模型;基于齐次变换矩阵与切比雪夫多项式建立几何误差模型,结合剔除重力变形的测量数据与Powell算法实现对几何误差参数的辨识;综合重力变形模型和几何误差模型,提出基于综合误差补偿的G代码修正策略. 在龙门铺丝机上开展综合误差补偿对比实验,结果表明,补偿前龙门铺丝机误差较大,不能完全满足铺放精度需求,而经过补偿后位置误差和姿态误差均大幅度降低,其中姿态误差减小80%以上,而位置误差减小90%以上,满足铺放精度需求,证明了所提出的综合误差建模和补偿方法的有效性.     

机床空间误差完备建模方法与NC代码优化补偿技术

空间误差是机床几何误差元素综合作用的结果,但现阶段空间误差模型大多存在缺失若干几何误差元素的问题,直接影响着机床空间误差的预测精度。为此,提出一种机床空间误差完备建模方法,以多体系统理论及齐次坐标变换为分析研究手段,在充分考虑体间坐标系初始位置关系及原始误差特征矩阵的基础上,确保模型包含机床全部几何误差元素。进而,针对传统基于NC代码的空间误差补偿技术中存在残差的局限性,提出将NC代码坐标的逆向叠加过程转化为最优化设计问题,并借助遗传算法对该问题进行求解计算,达到消除空间误差补偿残差的目的。最终,以某型卧式加工中心为研究对象进行计算分析与实验验证,结果表明：依据所提方法构建的空间误差完备模型包含加工中心全部21项几何误差元素,空间误差预测结果较精确;所提NC代码优化补偿技术使加工中心空间定位精度得到进一步提升,补偿后定位精度增幅最高达90.92%。研究成果可为数字制造装备精度问题探索提供较重要的理论与工程技术支撑。     

五轴数控机床综合误差建模评价方法研究

针对五轴数控机床精度综合评价分析的需要,提出了一种对机床几何误差和伺服误差进行综合评价的方法。该方法通过机床线性轴和旋转轴联动的方式,利用球杆仪进行圆度误差检测,根据所建立的误差分析评价模型,通过对机床运动过程中的各项误差对机床总误差的影响进行分析得知,随着进给速度的增加,机床的几何误差基本保持不变,而伺服误差在机床总误差中所占比重逐渐增大,当进给速度增大到10 000 mm/min时伺服误差占机床总误差的75%左右。实验结果表明本机床误差评价模型具有较高的准确性,分析结果可为机床的误差补偿提供计算依据。     

减小CNC机床定位误差方法的研究

提出了基于“华工2000型”数控系统CNC机床的定位误差的一软件补偿方法，该方法克服了等间距定位误差补偿的缺点，使定位误差补偿的位置可随机设定，建立了数控机床定位误差软件补偿的数学模型。在ZJK7532加工中心上进行的补偿实验表明，采用本补偿方法能使机床的定位误差减小70％以上。     

重型数控机床热误差的分离与建模

为解决重型数控机床热误差严重的问题,提出一种基于线性回归的热误差分离和建模方法．对机床的几何误差与热误差进行分离,得到相应的热误差参数;结合主因素和互不相关等温度传感器优化布置策略,选出相应的热误差关键点;采用线性回归理论进行热误差的建模.在一台型号为TK6920的重型数控落地铣镗床上进行了立柱热倾斜误差补偿实验．结果表明:利用所建立的热误差模型进行补偿,立柱在X和W方向的直线度误差分别由0.45 mm和0.25 mm降到了0.13 mm和0.09 mm,补偿率分别为71％和64％．采用误差补偿技术可降低重型数控机床的热误差,从而提高其加工精度．     

交叉杆型并联机床误差模型建立与分析

基于交叉杆型并联机床的并联机构特点,利用空间矢量法建立了几何误差的数学模型,由此得出了动平台中心点位姿误差与铰链点位置误差和驱动杆长度误差的关系表达式。并针对BJ-04-02(A)型交叉杆并联机床的初始位置误差进行了计算分析,所得结论对并联机床的性能评价有一定的指导意义。     

五轴机床误差建模与补偿解析新算法

为了建立合理的五轴数控机床综合误差补偿模型,基于机床各部件为刚体联接的假设下,简化了机床运动学约束拓扑关系,本文提出了基于多刚体动力学的综合误差理论模型,并对误差分量进行分析,建立了误差参数表。机床热误差测量点分布离散且采样数据量大,结合灰色综合关联度算法,将离散点数据表征其关联关系,并拟合出各轴热误差量曲线,建立了机床热误差预测模型。综合机床各轴热误差产生的机理,定义了针对主轴热误差和进给轴热误差的新型测量法—5点测量法和6点测量法,大量实验证明理论预测辨识模型曲线与实验结果一致,残差范围在0~12um之间。基于机床误差线性叠加假设,将机床几何误差和热误差统一建模,提出了新型综合误差补偿模型。将此补偿模型用SIMEMS840D数控系统中的PMC单元开发实时补偿软件,大量实验表明某五轴数控机床的加工精度有了显著的提高,完成补偿后误差变化量在 0~29μm之内。     

基于BP神经网络的虚拟轴机床的实时误差补偿控制

针对虚拟轴机床位置精度高、钢度大、机械结构简单等特点，提出了基于BP神经网络的实时误差补偿控制策略。应用BP神经网络对虚拟轴机床的运动学反解进行学习，利用训练好的神经网络对虚拟轴机床进行误差补偿；给出三坐标虚拟轴机床误差补偿的仿真结果。表明这种补偿控制方案十分有效，补偿后能较大地减小机床的位置误差。     

三轴数控机床几何误差参数辨识与补偿

采用九线法对三轴数控机床误差参数进行辨识,介绍了激光干涉仪的测量原理,利用Renisaw ML10激光干涉仪对机床几何误差进行测量,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度．     

从力学角度看冲裁间隙对冲裁件质量的影响

本文主要从力学的角度定性地阐明了冲裁间隙对冲裁件质量的影响。为选择最佳间隙提供了理论依据。并且,作者在试验和调查的基础上从三个方面提出了适用于碳钢扳和硅钢扳的最佳冲裁间隙范围。     

影响学报质量的因素分析

本文针对学报质量中存在的一些问题进行了分析，并提出了相应的改进措施．     

共轭曲面接触线的生成与回转曲面轮廓线方程式的建立

论证了两个运动的、相互接触的曲面为共轭曲面．用工程图学及运动几何学的方法，研究了接触线的形成原理、回转曲面轮廓线的生成及数学建模     

复合澄清剂在普白料瓶罐玻璃生产中的应用

本文将复合澄清剂应用于瓶罐玻璃的生产中，它的澄清作用优于含砷氧化物（白砒），而且还可减少硝酸钠的用量，使生产成本下降，并且比含砷氧化物带来的危害小     

旋转机械趋势预测方法的研究

现代化设备的状态维护要求对设备的运行状态进行预测。随着运行设备的非线形特点越来越明显,传统的数学建模预报方法已不能满足设备的复杂化和现代化要求。针对现代状况,采用灰色理论和神经网络建模预报。对于灰色预报,将原始序列作累加生成处理后,采用ＧＭ（１,１）模型进行建模预测;对于神经网络预报,采用ＢＰ算法对时间序列进行预报。对从大庆油田采回的实际现场数据进行灰色理论和神经网络的联合预报。实践证明,提高了预     

预应力抗震砖墙构造柱中的钢筋应变问题

通过预应力与非预应力墙体在水平荷载往复作用下的对比试验，研究了预应力对构造柱中非预应力筋应变分布的有利影响，即减少其根部的最大应变值，并使应变沿柱高度分布均匀。同时，随着水平荷载之增大，预应力钢筋的应变非但未减小，反而有所增大，于是可求得预应力钢筋在抗裂及极限承载力两个阶段的预应力提高系数。这样，无论预应力或非预应力钢筋均能充分发挥其承载的潜力，并提高墙体的抗震性能。     

对证券市场功能的思考

对证券市场融资和配置资源的基本功能提出了不同看法，认为证券市场并不是合理配置资源和筹集经济建设资金的有效场所。     

膨化机螺杆磨损失效机理分析及制造材料研究

本文通过对膨化机螺杆失效形式的分析认为，其失效主要是由于疲劳磨损造成。提出用奥氏体一贝氏体球墨铸铁制造螺杆，可以有效地提高螺杆的使用寿命、大幅度地降低成本。     

叶轮闭风器叶片与壳体孔间隙的确定

本文从理论上研究了在低真空气力输送装置中，不同型号的闭风器，在不同的使用条件下，叶片与壳体孔之间间隙的确定。     

建立河流水质模型的新途径

本文在阐述GMDH算法及改进算法的基础上,提出用GMDH法建立河流水质模型,并提供了具体的方法,试图解决因机理不清而建模的问题,有效地利用常规水质监测资料。