V形块法测量圆度误差原理及应用

系统地分析了Ｖ形块法测量圆度误差的基本原理，建立了Ｖ形块法测量圆度误差的数学模型．研制了Ｖ型圆度仪，　解决了大型轴类零件圆度误差在线测量问题．     

圆度测量中的误差分离方法

本文应用相关技术原理,提出一种圆度测量中偏心误差的分离与修正方法.使用该方法可由一次测得的一组原始误差数据中分离出工件的安装偏心,径向跳动误差和圆度误差,而且避免了常规圆度测量中反复精密的调心.     

关于建立测量形状误差数学模型的研究

本文通过分析和研究计量测试中误差分离技术的有关文献,提出用圆和圆柱形成法建立在线或在位检测工件形状误差(直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度和面轮廓度)的数学模型。     

一种曲轴轴径圆度误差测量系统

将三点法圆度误差分离技术推演到两点法,有效分离了圆度误差和回转体误差,设计了两点法测量系统的软硬件。实验结果表明,该系统速度快,精度较高。     

基于混沌优化算法的最小二乘圆参数估计

运用最小二乘圆法建立了圆度误差的数学模型,综合SWIFT法和混沌算法的优点,提出了改进的混沌优化算法,将约束优化问题转化为无约束优化问题求解,并且通过对圆度误差测量数据处理的应用实例,说明了此优化算法的优点,从而达到全局最优.此优化算法也可推广到其它测量误差的数据处理上.     

圆度误差的计算机辅助数据处理

按最小包容区域法建立了评定圆度误差值的数学模型,利用最优化计算方法,可迅速、精确地在微机上计算出圆度误差值,根据优化计算得到的约束条件的值判断出该圆度误差是否满足最小区域判别法则。     

圆度误差测量数据处理的数学模型

介绍了没有圆度仪的条件下利用计算机对圆度误差测量数据进行处理的方法。讨论了数据处理的设计原理，给出了最小二乘圆法、最小外接圆法和最大内切圆法三种不同评定方法的数学模型。     

材料电磁参数测量误差传递流程图分析法

介绍了一种分析材料电磁参数测量不确定度的新方法-误差传递流程图分析法,该方法根据所用测量技术的物理模型与数学模型,找出切合实际的误差传递关系,建立误差传递流程图,据此编程计算,求得各种误差因素引起的定量结果与及综合误差,利用此方法分析了多端口材料电磁参数测试系统的测量不确定度,得到了一些重要结论,结果表明,对于复杂测试系统,该方法十分有效。     

圆度误差检测的现状与展望

介绍圆误差检测的仪器,在线测量,误差分离技术等方面的研究概况,并展望了圆度误差检测的发展趋势。     

圆度测量误差分离方法

圆度误差分离技术（EST）有效地提高了圆度测量精度。本文对圆度误差分离技术作了综合叙述,介绍了圆度误差分离技术的一些基本概念,详细讨论了几种常用的圆度测量误差分离方法并简要介绍了一些新的方法。     

数控车床几何和热误差综合实时补偿方法应用

对数控机床几何和热误差进行补偿是提高数控机床加工精度的有效方法.对数控机床的几何误差和热误差进行了分类并给出了建模方法.提出了一种基于外部坐标系偏移功能的误差实时补偿装置并叙述了其实现方法.在K360型数控车床进行了X轴定位误差和主轴径向热误差的补偿试验,证明了这种补偿方法在精度改进中的有效性.     

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。     

非球面部分补偿检测系统的误差分析与处理

为了实现非球面通用化、高精度检测,提出非球面部分补偿法,并进行误差分析与处理.在光学设计软件ZEMAX中对部分补偿检测系统进行系统建模并优化,分析器件姿态误差及装调精度对重构非球面面形的影响.通过对系统误差的分析,提出基于系统建模的光线追迹与误差存储相结合的系统误差处理方法,将系统误差归为由系统建模得到检测光路的误差和由误差存储得到不含检测光路的干涉仪系统的误差.通过计算机仿真及实验证明,部分补偿检测系统采用该误差处理方法去除系统误差后,可以由逆向迭代优化重构(ROR)技术重构出更精确的非球面面形.将该非球面面形与采用无像差点法得到的面形对比,结果较吻合,均方根(RMS)精度接近0.02λ(λ为波长).     

数控装备误差补偿关键技术研究

制造业虚拟工厂模式可以降本增效、优化服务质量,是应对全球化激烈竞争的不二选择。在该模式下,为不断提升产品质量,主要研究与之生产过程相关的数控装备精度提升关键技术即误差补偿关键技术,具体包括误差源分析、误差建模、误差测量及误差数据处理。由此,以五轴机床为数控装备的代表,找出了影响其精度的45项几何误差;并通过误差建模,构建了这45项误差与五轴机床系统总误差的关系;其次,根据五轴机床误差特性,构建了测量系统,并证实了该系统的有效性;最后,针对测量数据,展开误差处理分析,解决了非测量节点数据问题,同时大幅降低了数据量信息,为快速有效地进行误差补偿奠定了数据基础。     

考虑工件热变形的大型结构件误差建模与补偿

为减少大型结构件的加工误差,基于热特性分析建立了考虑工件热变形的综合误差模型及其补偿方法.分析光栅尺温度变化产生热变形的机理,并通过热流研究光栅尺局部的非线性温度变化规律,对龙门加工中心几何误差和热误差分别建模,并叠加生成复合误差模型.建立工件热变形与温度变化量之间的线性模型,并分析加工过程中复合误差与工件热变形之间的相互关系,建立考虑工件热变形的综合误差模型.利用数控系统外部机械原点偏移功能,应用自主研制的误差实时补偿系统,并依据考虑工件热变形的综合误差模型,实现对龙门加工中心的误差补偿.结果表明:只考虑机床误差时,复合误差模型有很高的预测精度,但并不能应用到有较大工件热变形的大型结构件加工中;而考虑工件热变形的综合误差模型在大型扭力臂的实际加工中效果良好,其加工定位精度至少提高了52%.     

数控非球面超光滑加工机床空间误差建模

为了快速有效地提高超光滑加工机床的加工精度,为实施误差补偿做好基础和准备工作,进行了超光滑加工机床误差建模技术的研究.根据数控超光滑加工机床的具体结构,运用多体系统运动学理论的基本原理,建立了机床成形系统的拓扑结构和低序体阵列,并推导出机床相邻体的特征矩阵,它是进行机床精度分析与建模的核心.基于多体系统运动学精度分析理论,详细研究了数控超光滑加工机床的理想成形运动函数、理想成形运动约束、实际成形运动函数以及实际成形运动约束,进而得到了刀具成形点的综合空间位置误差,最终完成了超光滑加工机床的综合空间误差建模过程,给出了具体模型表达式.     

基于多体理论的五坐标数控机床的热误差建模

基于多体系统理论,针对数控机床加工系统中主轴部分的热误差,首次提出了五轴联动数控机床的热误差模型,并在MAKINO四轴加工中心几何误差参数辨识结果和主轴热误差参数辨识结果的基础上对该模型进行了仿真验证;仿真实验显示该建模方法具有良好的工程应用前景。     

弧面凸轮专用加工机床中心距误差对凸轮廓面误差的影响

研究了弧面凸轮加工机床的中心距误差.利用等距曲面理论建立了弧面凸轮廓面方程,以及弧面凸轮廓面加工误差的数学模型,给出了中心距误差影响系数的计算方法.通过一个凸轮机构实例,求解不同走刀轨迹对应的中心距误差影响因子曲线,得到了加工廓面误差的变化规律;用VC++编程和PROE软件仿真出了加工廓面及加工廓面误差,揭示了由于加工机床中心距误差的存在导致弧面凸轮廓面加工误差,以及引起弧面凸轮机构的冲击、碰撞的产生机理.研究结果表明:加工机床中心距误差影响凸轮机构的啮合性能,对弧面凸轮的动力学性能有重要影响.     

采用误差估计补偿的改进型零相位误差跟踪控制

针对伺服系统中零相位误差跟踪控制器(ZPETC)对系统建模误差和参数变化非常敏感的缺点,提出了一种改进型ZPETC设计方法.将信号估计器估计的跟踪误差和系统实时误差作为ZPETC的输入信号,控制器针对系统的跟踪误差进行实时补偿,从而减小零相位误差跟踪控制器受系统参数变化的影响,同时采用低通滤波器(LPF)来消除误差信号中的高频噪声.理论推导与仿真结果表明,该方案在保持伺服系统零相位滞后的同时,减小了系统的跟踪误差,提高了系统的跟踪精度.     

某姿态测量系统标定用转台指向误差补偿

为提高某姿态测量系统的标定精度,对其标定设备三轴转台的指向误差补偿方法进行研究.分析了影响指向误差的因素;基于多体系统运动学基本原理,阐述了转台系统拓扑结构的低序体阵列,并推导出相邻两体间的低序算子;进而建立关于转台三个回转轴线平均线夹角的指向误差模型;通过仿真研究了各误差项对指向误差的影响规律;最后介绍了误差模型参数的测量方法.误差补偿实验验证了方法的有效性和可行性.