三坐标数控机床的几何误差参数辨识

在分析了国内外误差参数辨识的现状之后，详细介绍了9线法的辨识原理，并以三坐标数控机床为例，运用9线法对三坐标数控机床的21项误差进行了辨识。     

数控机床平动轴几何误差辨识方法改进

为解决测量数控机床平动轴几何误差常用的九线法在实际应用中存在的误差溯源困难、辨识稳定性差的问题,系统分析了九线法的测量过程和辨识原理,提出一种改进的辨识方法.利用几何误差和测量坐标系之间的依附关系,合理布置坐标系的位置,保证了辨识结果的溯源价值,有利于指导机床加工和调试.通过增加测量维度和搜索最优测点布局,对辨识模型的...     

转台-摆头式五轴机床几何误差测量及辨识

为降低转动轴几何误差对转台-摆头式五轴机床精度的影响,提出了基于球杆仪的位置无关几何误差测量和辨识方法。基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了转台-摆头式五轴机床位置无关几何误差模型,依据旋转轴不同运动状态下的几何误差影响因素建立基于圆轨迹的四种测量模式,并实现10项位置无关几何误差的辨识。利用所建立的几何误差模型进行数值模拟,确定转动轴的10项位置无关几何误差对测量轨迹的影响。最后,采用误差补偿的形式实验验证所提出的测量及辨识方法的有效性,将位置无关几何误差补偿前后的测量轨迹进行比较。误差补偿后10项位置无关几何误差的平均补偿率为70.4%,最大补偿率达到88.4%,实验结果表明所提出的建模和辨识方法可用于转台-摆头式五轴机床转动轴精度检测,同时可为机床精度评价及几何精度提升提供依据。     

三轴机械几何误差辨识新方法的研究

为高效，简便，精确辨识三轴机械的几何误差，提出了一种新的位移辨识法，并以XYFZ型三轴立式机床为例，详细讨论了误差辨识的基本原理，该方法通过测量工作区内12条直线上的位移误差能快速，精确确定三轴机械的全部21项几何误差，缩短了误差辨识时间，并只需要少量的测量设备，是三轴机械精度评定的一种有效方法，特别适合经常性的精度监测和校正。试验结果验证了所述方法的正确性。     

旋转台几何误差的在机测量与辨识

旋转台是多轴数控机床的基本组成部件,其几何误差对加工精度具有显著的影响。以旋转台轴线的4项定位误差及6项运动误差的测量与辨识为目标,利用标准球和接触式测头设计简易、高效的综合误差在机测量方案,提出基于综合误差的分步辨识方法。首先,在旋转工作台上安装高度不等、位置不一的标准球以构建测量点系,并在不同旋转角度下,利用直线轴的插补运动带动高精度测量头测量球心误差。然后,依据小误差理论和齐次变换原理依次构建4项定位误差和6项运动误差的分步辨识模型,辨识出全部误差项。在带旋转轴的机床上进行实验验证与实际应用,结果表明:利用辨识结果计算的预测值与实际测量值相比,绝对误差不超过0.004 mm;利用辨识误差项修正后的工件在机测量结果与三坐标测量值相比,绝对误差也不超过0.006 mm,满足了高精度的应用要求。该方法具有操作简单、占机时间少、辨识精度高的特点,适合加工现场的快速、短周期标定。     

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。     

数控机床空间几何误差测量研究进展

数控机床是衡量国家制造装配业水平的重要标志,数控机床的加工精度是反映其性能和水平的一个关键指标。误差补偿是提高数控机床加工精度的一个主要途径和发展趋势,数控机床空间误差快速、精确测量是进行误差补偿、提高数控机床精度的前提与关键。如何快速准确测量数控机床各种误差成为国内外测量域的一个研究热点和重点,出现了很多不同类型的测量方法和仪器。按测量仪方法及仪器与测量策略这两条主线,对现有数控机床空间几何误差测量方法进行较全面介绍,分析了各种方法的优缺点,讨论了其发展趋势。     

数控机床几何误差高效测量技术研究

几何误差是数控机床综合误差的重要组成部分,也是目前机床精度检测的主要方面.传统的方法对机床几何误差的完整检测非常复杂和耗时.鉴于此.国际标准组织推荐一种沿体对角线进行测量的方法.基于体对角线位移检测法.探究数控机床几何误差的高效测量技术,并以3轴机床为例,研究体对角线法的实际工程应用.     

数控机床几何与热误差测量和建模研究新进展

几何误差与热误差是影响数控机床空间精度的两类重要误差,误差项多且产生机理复杂,直接影响机床加工质量,因此对其进行建模与分析至关重要。综述了近5年数控机床几何与热误差测量与分析研究的最新进展,总结了现有误差测量和建模方法的特点。几何误差方面重点综述了基于试件在机测量、基于激光跟踪干涉仪测量以及测量可追溯性分析的研究新进展;热误差方面着重总结了丝杠、旋转轴和主轴核心部件的热误差建模新方法。最终系统地分析了机床误差测量与建模现有方法中尚需解决的技术难点,并探讨了未来的发展方向。     

五轴机床误差测量与辨识技术的发展现状

由于能对几何形状复杂、精度要求较高的自由曲面进行加工,五轴机床在大型旋转机械的叶片和螺旋桨加工过程中得到了广泛应用,对其误差进行精确、高效地测量和辨识是提高其加工精度的前提和基础。对几种传统的五轴机床误差测量与辨识方法进行了介绍,指出了各种方法的优势和目前存在的主要问题。在此基础上,对切削加工法的发展现状进行了总结,供相关领域的研究人员参考。     

基于错位塔形工件的旋转轴几何误差辨识

旋转轴的几何误差直接影响五轴机床的加工精度,但由于其误差项多且高度耦合,因此辨识难度较大。提出了一种工件切削在机测量方法,用于辨识五轴机床旋转轴6项与位置相关的几何误差。设计并加工一种错位塔形工件,它由三层错位叠加的矩形块组成。在工件不同层级的底面与侧面布置测点并进行在机测量,基于空间误差模型推导出每项误差的辨识原理与解析解,并采用蒙特卡洛模拟进行不确定性分析。最后,通过与球杆仪误差辨识方法进行对比验证,线性误差E_XC,E_YC与E_ZC的辨识结果偏差最大为2.7,-1.7与-1.3μm;角度误差E_AC,E_BC与E_CC的辨识结果偏差最大为1.3″,-0.6″与-2.1″,两者辨识平均吻合度达95.4%。本方法通过工件切削与在机测量,每项误差的辨识原理与解析解形式简单,可辨识实际工况下的旋转轴6项位置相关的几何误差。     

数控机床几何精度溯源方法研究

几何精度是数控机床的重要性能指标,基于激光测量原理的九线法是几何误差溯源最常用的手段。系统分析九线法在应用中存在的三类问题,并对其做出改进,建立新型几何误差辨识模型,该模型可有效提高误差辨识结果的稳定性,且该模型可实现运动副制造安装误差的溯源,以指导机床装配与精度设计。同时,针对传统九线法滚转角误差辨识中存在原理性偏差的问题,提出一种试验修正方法,以提高滚转角误差的辨识精度。计算机仿真和试验结果表明,所述理论与方法可以更加有效地实现数控机床几何误差的溯源。     

机床导轨安装面几何误差快速测量装置研究

近年来,国内机床企业的产量不断提高,但是在基础部件制造精度、整机质量稳定性和一致性方面一直与国际先进水平存在较大差距。提高整机质量的一致性与稳定性,最重要的一个方面就是提升床身、立柱等关键零/部件的制造精度,而机床导轨安装面的加工精度是影响整机精度和装配效率最主要的因素。根据机床基础大件的实际加工检测需求,针对机床基础大件上的导轨安装平面,设计了一套新型专用机床导轨安装面几何误差检测系统,实现对导轨安装面几何误差的准确、快速和高效测量。通过与高精度光电自准直仪的对比测量实验,证明开发的测量系统与自准直仪的测量精度相当,但在测量效率方面有明显提升,能更加高效、快速地完成多项几何误差的测量。检测系统的研究成果对提高国内机床制造业的制造精度和一致性具有积极的意义。     

基于激光干涉仪的数控机床几何误差检测与辨识

数控机床误差补偿技术通过设计和制造途径消除或减少数控机床可能的误差源,是提高数控机床加工精度的有效途径。其内容包括误差检测、误差建模和误差补偿。数控机床误差补偿效果好坏在很大程度上取决于误差综合数学模型建立的准确性。而误差元素模型是误差综合数学模型的基础。所以,误差补偿的首要任务是对数控机床误差元素进行准确检测。文中介绍了利用激光干涉仪检测和辨识数控机床几何误差的方法,建立了基于激光干涉仪的数控机床几何误差元素模型。     

平面正交光栅在数控机床误差测量中的应用

介绍了平面正交光栅测量系统的构成、测量原理和测量轨迹的设计 ,提出了利用平面正交光栅进行数控机床运动误差测量、误差参数辨识和误差轨迹测绘的方法     

五轴数控机床旋转轴安装误差测量辨识方法

为了方便快捷、准确地测量五轴数控机床旋转轴的安装误差,提出一种基于旋转轴综合误差测量的安装误差辨识方法。该方法借助于五轴数控机床的RTCP功能,测量某点绕旋转轴转动过程中的理论坐标与实际坐标的综合误差数据,通过误差数据的平面圆和直线拟合,实现了安装误差的分离和辨识,包括2项位移误差和2项垂直度误差。试验结果表明,该方法计算准确,可用于机床旋转轴的装配调试精度分析。     

基于22线测量法的数控机床误差参数辨识技术

数控机床误差参数辨识是数控机床误差补偿的关键技术内容之一,文中详细介绍了22线测量法并对22线测量法的辨识原理进行了深入的探讨和研究,运用22线法对三坐标数控机床的21项误差进行了辨识,最后简要说明了应用22线测量法的注意事项。     

数控机床几何误差的辨识研究

构建了基于扫频激光干涉技术的数控机床几何误差测量系统,介绍了测量系统的关键组成模块,给出了扫频激光干涉测量系统的总体结构和工作原理。以三轴数控机床为例,分析了数控机床的几何误差参数并构建了机床综合误差模型,分析了机床几何误差参数不同的辨识方法的特点,提出机床几何误差参数辨识的7线法,基于此系统实现误差数据的采集和机床几何误差参数的快速辨识;最后通过具体试验测量三轴数控机床误差,得到其几何误差参数的辨识结果。     

龙门铣床关键几何误差辨识及补偿

为了提高某龙门铣床y、z向的加工精度,研究了该机床y、z轴关键几何误差的建模、辨识及补偿方法。建立了y、z轴几何误差和加工误差之间的误差模型,得到了影响龙门铣床y、z向加工精度的5项关键几何误差;通过测量龙门铣床y、z轴平面内4条直线的定位误差,辨识出5项关键几何误差;基于龙门铣床的数控系统和建立的误差模型,通过修改加工代码的方法对几何误差进行了补偿。结果表明:龙门铣床关键点的y、z向加工误差分别减小了66.81%和47.17%,几何误差补偿后龙门铣床的加工精度明显提高。     

基于空间误差模型的加工中心几何误差辨识方法

对加工中心误差建模和辨识进行了研究,基于多体系统理论和位姿特征建模方法,建立起了加工中心的空间误差一般模型,基于空间误差模型,提出了几何误差辨识的一种新位移技术。最后,以三轴立式加工中心为例,给出了空间误差具体建模,并用新位移法获得了误差辨识结果。