基于球杆仪单轴运动测量的旋转轴几何误差辨识

为避免非辨识轴几何误差、伺服控制误差等干扰源对测量结果的负面影响,降低辨识模型复杂度,提出了一种基于球杆仪单轴运动测量的旋转轴几何误差辨识方法。以单轴运动模式代替传统的多轴联动测量模式,首先基于齐次坐标变换理论建立了旋转工作台在位置相关几何误差影响下的杆长变化量(ΔL)的数学模型;然后通过分析球杆仪的安装参数,基于列满秩辨识矩阵构建误差辨识模型,并据此设计了一种包含9次独立测量试验的辨识方案。该方案通过提高测量试验次数,减少了单次试验中较大测量误差可能造成的系统辨识精度损失,具有较高的方法鲁棒性。在辨识实验中,通过迭代调整的方式对刀具球进行精确安装,并排除了工件球安装误差和工作台位置无关几何误差的影响。最后,进行了ΔL的预测分析和误差补偿实验,补偿后工作台一圈内ΔL的最大绝对值由0.010 3 mm减少至0.002 0 mm,验证了该辨识方法的有效性。     

基于球杆仪的直线轴位置相关误差辨识研究

针对多轴机床空间误差检测及辨识方法成本高、时间长等问题,提出一种新的基于球杆仪测试的直线轴位置相关几何误差辨识方法。分别建立各平面内轴运动误差模型,并采用多项式对误差元素预拟合,以常规的三平面圆弧轨迹测量获取误差数据,并基于最小二乘法求解拟合系数,替代直接对误差元素具体数值求解的传统方法,实现对各直线轴位置相关误差元素的辨识。通过实验验证了辨识结果的正确性和有效性,该方法对机床直线轴误差辨识、补偿具有参考价值。     

球杆仪用于数控机床几何误差补偿的研究

介绍了利用球杆仪测试和辨识数控机床几何精度的方法,在精确掌握三坐标数控机床几何误差的基础上,通过建立三轴数控机床的几何误差模型,利用误差综合补偿软件进行了补偿实验.结果表明,机床的各项误差都有所降低.     

基于球杆仪的数控车床几何误差检测和补偿

采用Renishaw的QC10球杆仪可以方便快捷地测量出数控车床的圆度误差,同时用软件对测量数据进行处理,从中分离出反向越冲、反向间隙、直线度、伺服不匹配和比例不匹配等误差项,并可以分析出各种误差项所占的百分比。在精确掌握数控车床球杆仪误差诊断表的基础上,采用电气参数优化实现误差补偿,补偿实验结果证明该误差识别与补偿方法省时有效。     

机床关键几何误差辨识方法研究

在给出机床关键几何误差和影响因子定义的基础上,提出了识别机床关键几何误差的新方法。以一台精密卧式加工中心为例,利用多体系统理论建立了机床几何误差与综合误差的映射关系模型,通过计算和比较影响因子,最终识别出16项影响机床精度的关键几何误差。示例表明：该方法可以有效地识别出对机床综合空间误差影响较大的几何误差因素,从而为合理经济地进行精度设计和控制提供重要的理论依据。     

球杆仪机床误差诊断结果的指导意义探析

长期从事球杆仪检测及机床误差诊断与维修工作发现,球杆仪机床误差诊断结果在某些情况下对实际维修的指导性不强、相关性不高。举例说明发生上述情况产生的原因,提出有效的机床误差检测办法。实际应用表明,球杆仪误差诊断在新机调整过程中应用较广,但在终端用户特别是服役多年的机床误差诊断方面与实际维修的相关性有待提高。     

机床位姿误差的敏感性分析

为在合理成本下高效控制机床的精度,通过拓展"加工误差敏感方向"的内涵,提出面向机床敏感误差的机床精度控制策略,实现这一策略的关键,是机床敏感误差识别。以滚齿机YK3610为对象,介绍基于多体系统理论和齐次坐标变换的机床误差建模方法,并依托该模型对机床敏感误差辨识方法、步骤和关键点进行阐述。示例表明,在众多机床误差源中辨识出敏感误差是可行的,其分析结果可提高误差防止和误差补偿的效率。     

虚拟观测法在球杆仪估算机床平动轴几何误差中的应用

在利用球杆仪辨识数控机床平动轴的几何误差过程中,由于建立的辨识模型中任意位置的参数矢量矩阵为病态矩阵,致使在求解辨识模型时存在不精确解或者无解的现象.针对上述问题,提出了一种基于虚拟观测法的岭估计求解辨识模型解的方法.以机床的平动轴为研究对象,基于球杆仪测量的杆长数据,将其代入所建立的误差元素与球杆仪杆长变化量之间的映...     

基于球杆仪数控机床误差补偿方法研究

分析了基于球杆仪的数控机床误差补偿测试原理 ,讨论了由于角度偏差引起的误差 ,指出基于球杆仪误差补偿模型的缺陷 ,提出采用该种模型必须精确测量角度值     

基于球杆仪的五轴机床RTCP误差检测及补偿

引言RTCP(rotational tool center point)功能是五轴机床的一个重要功能,字面意思是“旋转刀具中心”,业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”,也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”。其实质为保持刀具中心点不变实现刀具的转动。RTCP功能的加入有效地提高了数控机床的加工效率,因此,RTCP精度是五轴联动数控机床的重要精度指标。     

基于球杆仪的五轴机床RTCP误差检测及补偿

针对五轴机床RTCP误差检测存在检测时间长、测量精度低的情况,提出用球杆仪检测RTCP误差的方法,分析可知AC双转台RTCP误差不仅有4项位置误差,而且存在4项角度误差和初始安装误差。根据机床运动链建立AC双转台RTCP误差模型,采用基于球杆仪的检测方法,并推导RTCP误差元素求解方法。通过误差补偿试验验证了误差模型和误差求解方法的准确性和有效性。     

机器人加工几何误差建模研究:Ⅱ参数辨识与位姿优化

根据所构建的空间运动链,机器人加工几何误差一方面与手眼/工件/工具位姿参数辨识误差有关,另一方面与机器人关节运动学误差与弱刚度变形有关.针对这一问题,研究基于运动学误差补偿的手眼位姿参数辨识、考虑测量缺陷影响的工件位姿参数辨识、基于实际加工曲面误差估计的工具位姿参数辨识等新方法,解决位姿参数辨识精度受限于机器人运动精度...     

基于球杆仪的机床精度调整浅析

为解决机床装配过程中发生的圆度误差不合格的情况,本文通过分析球杆仪的检测结果,找出误差产生的原因,从而找出不同的检测结果对应的机床调整方法,为实际装配过程提供指导。     

五轴机床旋转轴动态反向误差的球杆仪测量方法研究

提出了一种利用球杆仪测量五轴机床旋转轴动态反向误差的新方法,该方法通过一个旋转轴和一个平行于该旋转轴轴线的直线轴进行两轴联动动态测量,测量路径是由球杆仪运动的球面和两联动轴运动的圆柱面相交得到的空间曲线,工作台侧小球设置在圆柱面切线上;通过误差敏感性分析和误差轨迹仿真对比分析,证明了该方法对旋转轴的动态反向误差能够达到充分敏感,并且能够适用于尺寸范围更广的旋转轴;通过在双五轴镜像铣机床上的测量实验,验证了该方法对旋转轴的动态反向误差测量识别的有效性。利用该方法指导旋转轴的伺服调试优化,有利于提高旋转轴的动态反向精度。     

基于平面光栅的机床几何误差测量与辨识

几何误差是影响数控机床准静态精度的重要因素,针对几何误差测量、辨识问题,提出基于平面光栅的面—线机床空间几何误差辨识方法。依据多体系统理论和齐次坐标变换方法建立了三轴数控机床21项几何误差元素与3项误差向量之间的映射关系;规划了3个相互垂直的平面内的测量路径和辨识方案,通过单轴运动和两轴联动的形式可连续测量每个平面内的5条直线,进而依次确定垂直度、俯仰和偏摆误差、定位及直线度误差、滚转误差,减少了多次安装过程中安装误差累积对测量结果的影响;通过基于面—线法的21项几何误差测量和辨识实验,并与基于激光干涉仪测量辨识结果对比显示,平面光栅测量结果与激光干涉测量结果的空间误差向量最大偏差为2.4μm,平均偏差为0.77μm,验证了该方法对辨识机床精度是准确、有效的。     

刍议球杆仪在数控机床几何误差测量中的应用

本文介绍了球杆仪的结构和应用方法,通过对立式三轴联动数控铣床的检测,找出影响该数控铣床几何精度的主要因素是Y轴反向间隙、X轴与Y轴和Z轴的垂直度、Z轴和Y轴反向跃冲等,并分析了这些误差产生的原因、对加工精度的影响以及提出了相应问题的解决措施。     

基于激光跟踪仪的数控机床几何误差辨识方法

激光跟踪仪作为一种三维测量仪器在工业测量中得到广泛应用,利用激光跟踪仪采用多站分时测量方法实现数控机床几何误差的快速、高精度检测.该方法通过控制机床按设定的路径在3D空间进给,一台激光跟踪仪先后在不同的基站位置对机床相同的运动轨迹进行测量,基于全球定位系统(Global positioning system,GPS)定位原理,确定基站的相对空间位置与各测量点的空间坐标,然后辨识出机床的各项几何误差.通过建立多站分时测量机床精度的数学模型,给出多站分时测量的算法原理,并推导出机床各项误差的分离算法,同时通过仿真验证该误差分离算法的可行性.试验表明,激光跟踪仪采用多路分时测量方法在4h内完成对一台数控铣床的精度检测,并分离出铣床的各项误差,该方法具有快速、精度高等优点,在中高档数控机床的精度检测中具有一定的应用前景.     

基于参数化建模的球杆仪安装误差与直线轴几何误差分离方法

针对球杆仪圆测试中直线轴几何误差与球杆仪安装误差共同作用造成检测结果失真的问题,提出了基于参数化建模的球杆仪安装误差与直线轴几何误差分离方法.首先,通过齐次坐标变换建立了包含球杆仪安装误差与直线轴几何误差的杆长变化模型;其次,结合直线轴几何误差的位置相关特性对其进行参数化建模;接着,通过对直线度误差缺项建模,构建了可解的杆长变化参数化模型,实现直线轴几何误差与球杆仪安装误差的分离;最后,仿真验证了分离方法的正确性,并应用于实际的圆测试中,分离了数值为4.3 mm和18.7 mm的X向和Y向安装误差,X向与Y向综合几何误差分量变化范围由30.7 mm、27.9 mm减小为13.6 mm、11.4 mm,实现了球杆仪安装误差与直线轴几何误差的有效分离.     

基于机床几何误差模型的数控加工形位误差预测

影响加工形位误差的因素众多,机床几何误差是其中最关键的因素。其影响零件的功能要求、配合性质和自由装配性,是评估机床加工精度的重要指标。本文通过构建机床几何误差和零件形位误差之间的映射关系对加工形位误差预测方法进行研究,建立了基于机床几何误差模型的三轴机床刀具位姿误差模型,并以刀具位姿误差为中间量建立了平面度误差和圆柱度误差预测模型。使用TH6920型镗铣床进行试验验证,与零件形位误差检测值对比,圆柱度预测误差为9.3%,平面度预测误差为4.8%,预测效果较好,验证了预测方法的有效性。     

基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法

针对自主研发五轴数控机床进行空间圆弧误差的研究,建立了旋转轴和直线轴误差数学模型,依据该模型进行误差因素分析。采用球杆仪作为测量仪器,进行空间圆度的测量,并对建模的数学模型进行验证。分析误差项与误差因素之间的关系,针对反向越冲和伺服不匹配进行误差分析,基于五轴高端数控系统,指明了一种可以通用的机床误差项补偿方法。通过进行实验数据对比,验证该补偿方案效果良好。得出误差项间相互耦合的结论,并且发现调整误差项先后顺序会对总误差值产生影响。