双摄像机光学三坐标测量系统的研究

针对点阵单摄像机轴向重复性差的问题,设计了一种正交双摄像机光学三坐标测量系统.利用冗余算法建立双摄像机的数学测量模型,完成双摄像机轴向测量误差补偿,实现高精度的空间三维坐标测量;实验采用最简的三点共线测头模式在测量距离1 500 mm处各个方向重复性优于0.1 mm,长度测量精度达到0.2 mm.     

基于组态的曲轴数控加工过程监控系统的研究

在分析了曲轴数控加工技术的基础上,采用组态软件开发了曲轴加工在线监控系统。该系统包括机床状态监测、曲轴加工状态实时监控、刀具状态监测以及测头检测状态实时监控等功能模块,同时建立了实时和历史数据库,可实现特定条件下的监控数据查询,并且可以生成数据报表,便于操作人员管理、查询、打印历史记录。该系统具有良好的可扩充性、可修改性、可移植性和可维护性,操作简便为同类零件加工过程监控系统的研究提供了新的思路具有一定的实用价值和推广前景。     

基于工件的加工与检测集成系统研究

以加工中心在线检测技术为主体,针对目前数控机床专用化程度逐步提高的趋势,提出了针对具体工件开发专用数控加工与检测集成系统的概念。系统对工件的基本几何特征进行规划,建立了基本几何量的检测宏程序库并可针对具体工件自动形成检测加工程序。     

CNC加工动态基准视觉检测新工艺研究

由于CNC加工过程中工序间误差累积,严重影响数控加工精度。为此提出一种CCD视觉检测新工艺来实现加工动态基准的在线检测和误差补偿。研究动态基准的视觉特征提取方法,获取加工基准位置和误差;采用嵌入式控制技术,实现视觉图像的在线采集和处理;视诊测头像普通刀具一样通过标准锥柄安装在加工中心刀库中,通过CNC程序代码实现一体化控制功能。针对汽车关键件的验证,得出视诊测头检测精度达到0.03 mm,与基于触发式测头的CNC在线检测方法相比,检测效率提高近3倍,证明了该检测工艺在检测精度及效率上均能够满足生产线自动化检测需求。     

加工中心在线检测误差补偿技术研究

提出了加工中心在线检测误差通用数学模型,研究了测量系统误差参数辨识方法,实现了基于模型的加工中心在线检测软件误差补偿。对标准试件的检测及补偿结果表明,补偿后加工中心检测精度提高５３．８％以上,加工中心在线检测误差补偿实验结果证明了提出的误差补偿方法的可行性和有效性。     

加工中心在线检测的自动编程技术研究

提出了一种基于实体驱动的检测编程技术，用于数控加工中心的在线检测。以CAD为平台，利用ARX技术提取检测特征信息，通过建立检测特征路径数学模型，自动生成检测程序。在加工中心上实现基于实体驱动的在线检测。生产实际应用表明，此编程方法简单实用，提高了编程效率，可以实现加工检测一体化程序控制。     

基于机器视觉的车床主轴径向跳动误差测量方法研究

非接触测量是解决主轴在线测量的途径。为此研究一种机器视觉系统用于机床主轴径向跳动误差的测量。该系统由面阵CCD相机、镜头、光源、计算机和图像处理软件组成。CCD传感器记录主轴边缘点的跳动图像,经过图像数据处理得到边缘点的跳动数值。设计长像距镜头,使得物象比例接近1,结合亚像素定位算法,提高边缘实际定位精度。经过分析验证,系统测量得到的径向跳动误差达亚微米级。表明该方法可以用于检测机床径向跳动精度,适用于转速较低的加工机床主轴跳动误差在线测量。     

基于触发式测头的五轴车铣加工中心曲轴在线测量方法的研究

通过对测头进行标定,将标定值补偿测量时产生的测头触发误差,实现高精度的测量。实测表明测量精度优于20μm,满足大型曲轴零件的测量要求。     

立式加工中心综合误差建模及实验分析

为解决复杂工况条件下数控机床综合误差补偿问题,采用多体系统理论建立热平衡状态下立式加工中心几何-伺服动态综合误差模型。利用激光干涉仪和球杆仪分别对其各单项几何误差和圆运动误差进行测试,发现随着进给速度的增大,几何误差基本保持不变,伺服动态误差逐渐增大,并成为影响综合误差的主要因素,当进给速度达到6 000mm/min时,伺服不匹配占圆运动误差的50%左右。实验结果表明,建立的综合误差模型具有较高的准确性,可为不同工况下机床的误差补偿提供依据。     

直线电机进给系统轮廓误差预测控制方法及仿真研究

为提高永磁同步直线电机驱动的进给系统轮廓轨迹跟踪精度和系统的动态性能,提出了一种显式模型预测交叉耦合控制方法（Explicit model predictive cross-coupled control, EMPCCC）。该方法结合显式预测控制原理与交叉耦合控制思想,对单轴电流和速度信号进行多步预测,将轮廓误差作为反馈量来修正预测控制的给定轨迹,达到轮廓误差预测控制的目的。基于MATLAB/Simulink搭建仿真模型,结果表明,所提EMPCCC方法能快速实现不同转速波形的无超调跟踪控制,且可以实时估计并补偿轮廓误差,提升不同轨迹的轮廓精度。