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五轴数控机床综合误差建模分析 被引量：66
1
作者 任永强 杨建国 +1 位作者 窦小龙 邓卫国 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期70-75,共6页
分析了机床运动副的误差运动学原理 ,利用齐次坐标变换对一台包含 3个移动副和 2个转动副的五轴加工中心建立了误差综合数学模型 .模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差 ,共计 5 7个误差元素 .本分析方法可为其他类型的多轴数控机床。
关键词 五轴数控机床 综合误差 数学模型 几何误差 热误差 误差补偿 误差建模
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五轴数控机床空间定位精度改善方法研究现状 被引量：71
2
作者 李杰 谢福贵 +2 位作者 刘辛军 梅斌 董泽园 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第7期113-128,共16页
五轴数控机床空间定位精度受机床静、动态误差的综合作用,是影响工件加工质量的重要指标。综述了基于不同误差源数值特征描述的几种主流误差建模方法,分析与建模方法对应的几种误差灵敏度分析方法的特点。根据五轴数控机床的构成,分别... 五轴数控机床空间定位精度受机床静、动态误差的综合作用,是影响工件加工质量的重要指标。综述了基于不同误差源数值特征描述的几种主流误差建模方法,分析与建模方法对应的几种误差灵敏度分析方法的特点。根据五轴数控机床的构成,分别对平动轴和转动轴的误差检测和误差辨识方法进行了综述和分析。根据动、静态误差类型的不同,总结了现有几种主要误差补偿方法的特点。最终,综合误差建模、误差灵敏度分析、误差检测和辨识以及误差补偿五个方面,系统性地分析了现有五轴数控机床空间定位精度改善方法中尚需解决的问题,探讨了五轴数控机床空间定位精度改善方法未来的发展方向。 展开更多
关键词 五轴数控机床 定位精度 误差建模 误差辨识 误差补偿
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一种三自由度并联机构几何误差建模、灵敏度分析及装配工艺设计 被引量：53
3
作者 黄田 李亚 +4 位作者 李思维 唐国宝 赵兴玉 D.J.Whitehouse D.G.Chetwynd 《中国科学（E辑）》 CSCD 北大核心 2002年第5期628-635,共8页
以一类含平行四边形支链的三平动自由度并联机构为对象,利用空间矢量链分析方法,构造出末端位置和姿态误差与几何误差之间的映射关系,明确揭示出影响这种机构末端不可补偿误差的几何误差源,并借助灵敏度分析提出抑制该类误差的装配工艺... 以一类含平行四边形支链的三平动自由度并联机构为对象,利用空间矢量链分析方法,构造出末端位置和姿态误差与几何误差之间的映射关系,明确揭示出影响这种机构末端不可补偿误差的几何误差源,并借助灵敏度分析提出抑制该类误差的装配工艺.研究成果已应用于一台并联机床主模块的研制,并对指导同类装备的设计与制造具有普遍的意义. 展开更多
关键词 并联机构 误差建模 敏度分析 装配工艺
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面向制造的并联机床精度设计 被引量：37
4
作者 禡琳 黄田 +2 位作者 王洋 倪雁冰 张世昌 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第10期1114-1118,共5页
精度设计是机床误差避免技术的重要手段，涉及在工作空间中给定刀具的最大位姿允差后，合理地制定零部件制造公差及装配工艺的问题。以３—ＨＳＳ型并联机床为对象，利用空间矢量链模型建立零部件制造误差与动平台位姿误差的映射关系。... 精度设计是机床误差避免技术的重要手段，涉及在工作空间中给定刀具的最大位姿允差后，合理地制定零部件制造公差及装配工艺的问题。以３—ＨＳＳ型并联机床为对象，利用空间矢量链模型建立零部件制造误差与动平台位姿误差的映射关系。给定零部件制造公差后，利用该模型即可预估出动平台的位姿误差。在此基础上，根据灵敏度分析结果，提出一种在给定刀具位姿允差条件下，以零部件制造公差加权欧氏范数最大为目标，以角性公差和线性公差在同一精度等级下达到均衡为约束条件的精度设计方法。研究成果已成功地应用于一台并联机床样机的开发。 展开更多
关键词 并联机床 误差建模 面向制造 精度设计 机床
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五轴数控机床综合空间误差的多体系统运动学建模 被引量：58
5
作者 粟时平 李圣怡 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2003年第5期15-18,21,共5页
基于多体系统运动学理论的基本原理 ,结合RRTTT型五轴立式数控机床 ,阐述了多体系统的拓扑结构和低序体阵列 ,提出了特征矩阵的基本概念和构建方法 ,分析了多体系统有误差运动的基本规律 ,研究了根据特征矩阵得到综合空间误差的算法。... 基于多体系统运动学理论的基本原理 ,结合RRTTT型五轴立式数控机床 ,阐述了多体系统的拓扑结构和低序体阵列 ,提出了特征矩阵的基本概念和构建方法 ,分析了多体系统有误差运动的基本规律 ,研究了根据特征矩阵得到综合空间误差的算法。理论分析和实例建模都显示所述方法能很好地解决误差建模的正确性、速度、通用性和自动化问题 。 展开更多
关键词 五轴数控机床 多体系统运动学 误差建模 空间误差 综合误差
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基于激光干涉仪的数控机床运动误差识别与补偿 被引量：40
6
作者 张虎 周云飞 +2 位作者 唐小琦 陈吉红 师汉民 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第21期1838-1841,共4页
提出了数控机床运动误差的软件补偿方法。采用刚体运动假设和齐次坐标变换建立了多轴机床空间运动误差的通用模型。该模型把刀具相对于工件的空间误差表示为机床各结构件之间运动误差的位置函数。给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识... 提出了数控机床运动误差的软件补偿方法。采用刚体运动假设和齐次坐标变换建立了多轴机床空间运动误差的通用模型。该模型把刀具相对于工件的空间误差表示为机床各结构件之间运动误差的位置函数。给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识别方法 ;提出了一种新的 roll误差测量措施。在立式加工中心上进行了运动误差的补偿实验 ,结果证明所提出的运动误差软件联动补偿效果显著。 展开更多
关键词 激光干涉仪 运动误差 数控机床 空间误差 误差建模 软件补偿
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Delta并联机构精度标定方法研究 被引量：26
7
作者 唐国宝 黄田 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第8期55-60,共6页
以Delta并联机构为对象,研究一类合平行四边形支链的3自由度并联机构误差建模技术,所建模型可有效分离出影响末端姿态误差的几何误差源。在此基础上提出一种精度标定方法,该方法利用并联机构操作空间与关节空间非线性映射的性质,仅需检... 以Delta并联机构为对象,研究一类合平行四边形支链的3自由度并联机构误差建模技术,所建模型可有效分离出影响末端姿态误差的几何误差源。在此基础上提出一种精度标定方法,该方法利用并联机构操作空间与关节空间非线性映射的性质,仅需检测末端沿z向的位置误差、以及在初始位形下的姿态误差便可识别出几何参数,并可通过修改系统输入实现末端位置误差补偿。给出算例以验证该方法的有效性。 展开更多
关键词 并联机构 误差建模 精度标定 关节空间 操作空间
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数控机床加工精度提高技术的进展及其存在的问题 被引量：36
8
作者 李小彭 刘春时 +1 位作者 马晓波 李晖 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2010年第11期1-4,共4页
数控技术和数控机床的诞生开创了控制和生产领域的新时代,给机械制造业带来了一次新的技术革命。数控机床技术的迅速进步大大推进了精密、超精密加工技术的发展,使加工精度提高到了一个新的台阶,提高数控机床精度的研究也得到了极大的... 数控技术和数控机床的诞生开创了控制和生产领域的新时代,给机械制造业带来了一次新的技术革命。数控机床技术的迅速进步大大推进了精密、超精密加工技术的发展,使加工精度提高到了一个新的台阶,提高数控机床精度的研究也得到了极大的重视。从误差防止和误差补偿两个方面,介绍了国内外关于提高数控机床精度的研究现状,指出了具有广泛应用前景的误差补偿这项实用技术之所以难以在国内数控机床行业普及和使用所存在的核心问题。最后根据企业实际情况提出开展误差补偿技术应用研究的必要性和主要研究内容。 展开更多
关键词 机床精度 几何误差 热误差 误差建模 误差补偿
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光栅测量系统的误差研究 被引量：37
9
作者 陈晓怀 杜国山 程真英 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第3期187-191,共5页
研究光栅系统的误差构成及其变化规律,对提高光栅测量系统的精度,进行测量系统结构的优化设计均具有重要意义。在全面分析光栅测量系统误差来源的基础上,定量描述了光栅副误差、导轨误差、工作台误差,建立了光栅测量系统总误差模型;研... 研究光栅系统的误差构成及其变化规律,对提高光栅测量系统的精度,进行测量系统结构的优化设计均具有重要意义。在全面分析光栅测量系统误差来源的基础上,定量描述了光栅副误差、导轨误差、工作台误差,建立了光栅测量系统总误差模型;研制了一套激光干涉仪与光栅测量系统实时比对实验装置,实现了光栅测量系统综合误差的分离。通过模型仿真与实验比对,验证了总误差模型的有效性。应用该模型对光栅测量系统进行误差修正,能显著提高光栅系统的精度,使测量不确定度减小了一半。 展开更多
关键词 光栅测量系统 误差建模 误差分离 误差修正
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复杂机械系统运动误差自动建模技术研究 被引量：19
10
作者 刘丽冰 王广彦 刘又午 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第6期642-646,共5页
:基于多体系统理论的基本思想 ,研究了复杂机械系统运动误差建模的规律性 ,提出了复杂机械系统运动误差特征建模方法 ,用于解决复杂机械系统误差建模的通用性和自动化问题。以数控加工中心在线检测系统为例 。
关键词 复杂机械系统 多体系统 误差建模 加工中心
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基于扩展卡尔曼滤波的两轮机器人姿态估计 被引量：19
11
作者 王晓宇 闫继宏 +1 位作者 秦勇 赵杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1920-1924,共5页
针对两轮自平衡机器人惯性传感器存在误差的问题,提出基于扩展卡尔曼滤波的方法进行补偿,从而实现机器人姿态的最优估计.利用实验获得的惯性传感器误差特性,采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘迭代法拟合数据,从而建立机器人导航用... 针对两轮自平衡机器人惯性传感器存在误差的问题,提出基于扩展卡尔曼滤波的方法进行补偿,从而实现机器人姿态的最优估计.利用实验获得的惯性传感器误差特性,采用Levenberg-Marquardt非线性最小二乘迭代法拟合数据,从而建立机器人导航用惯性传感器陀螺仪和加速度计误差的数学模型,并对误差进行标定.采用扩展卡尔曼滤波将传感器的数据进行融合并对误差进行补偿,得到机器人姿态的最优估计.将滤波后的模型应用到两轮自平衡机器人系统,实验结果表明改进后的系统误差得到了有效的抑制,从而验证了采用低成本的惯性传感器进行机器人的姿态估计是有效可行的. 展开更多
关键词 扩展卡尔曼滤波 误差建模 姿态估计 数据融合 随机漂移误差
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改进Delta并联机构运动可靠性分析 被引量：21
12
作者 杨强 孙志礼 +1 位作者 闫明 王淑仁 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期487-491,共5页
运动精度是评价机构质量的重要考核指标。以往并联机构运动精度分析中,往往不考虑输入误差的随机性,造成评价结果不准确。首先应用齐次坐标变换,推导了改进Delta并联机构的位置反解公式。基于位置反解和一阶泰勒展开,建立了包含机构尺... 运动精度是评价机构质量的重要考核指标。以往并联机构运动精度分析中,往往不考虑输入误差的随机性,造成评价结果不准确。首先应用齐次坐标变换,推导了改进Delta并联机构的位置反解公式。基于位置反解和一阶泰勒展开,建立了包含机构尺寸误差、转动副间隙误差和驱动误差的机构位置误差计算模型。利用该误差模型,考虑各个原始输入误差的随机性,推导了机构运动可靠性数学模型,给出了评价机构运动可靠性高低的量度和计算方法。运动可靠性是机构运动精度高低的更本质的衡量指标。运动可靠性分析是机构优化设计和误差补偿的基础。 展开更多
关键词 运动可靠性 并联机器人 改进Delta机构 误差建模 运动学分析
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基于多体系统理论的数控机床误差建模 被引量：20
13
作者 郭辰 杨林 李庆勇 《机械设计与制造》 北大核心 2005年第3期123-125,共3页
基于多体系统运动学理论的基本原理并结合一台专用数控机床,阐述了多体系统的拓扑结构,低序体阵列,以及特征矩阵的构建方法。分析了多体系统有误差运动的基本规律,研究了根据特征矩阵得到综合误差的算法。
关键词 多体系统 误差建模 数控机床
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几何误差贡献值影响下五轴数控机床运动轴误差灵敏度分析方法 被引量：19
14
作者 付国强 饶勇建 +2 位作者 谢云鹏 高宏力 邓小雷 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第13期1518-1528,共11页
针对现有误差元素灵敏度分析与后续误差补偿关联性不强的问题,建立运动轴几何误差贡献值模型并提出运动轴几何误差灵敏度分析方法,以获得本身几何误差对机床精度有很大影响的关键运动轴。结合指数积理论和坐标系微分运动理论建立基于误... 针对现有误差元素灵敏度分析与后续误差补偿关联性不强的问题,建立运动轴几何误差贡献值模型并提出运动轴几何误差灵敏度分析方法,以获得本身几何误差对机床精度有很大影响的关键运动轴。结合指数积理论和坐标系微分运动理论建立基于误差敏感矩阵的运动轴几何误差贡献值模型,各运动轴几何误差贡献值相加得到机床综合误差模型;计算各运动轴误差权重分量和误差综合权重实现运动轴误差灵敏度分析,选择误差综合权重平均值最大的运动轴为机床关键运动轴,并对关键运动轴的误差补偿方法进行分析讨论。最后,在北京精雕集团的五轴加工中心上进行仿真实验验证。研究结果表明:所建立模型和所提出分析方法是有效的,且只补偿关键运动轴的几何误差贡献值能有效地提高五轴机床加工精度。 展开更多
关键词 五轴数控机床 误差建模 几何误差贡献值 运动轴误差灵敏度 运动轴误差权重 误差补偿
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平面柔性3-RRR并联机构自标定方法 被引量：19
15
作者 邵珠峰 唐晓强 +1 位作者 王立平 黄鹏 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期150-155,共6页
平面柔性并联机构具有柔性机构和少自由度并联机构两者的优点,是当前研究的热点之一。提出并验证一种简单、有效的平面柔性3-RRR并联机构自标定方法。从误差建模出发,利用矢量链法推导出标定参数辨识方程。借助静平台上的标准定位圆孔,... 平面柔性并联机构具有柔性机构和少自由度并联机构两者的优点,是当前研究的热点之一。提出并验证一种简单、有效的平面柔性3-RRR并联机构自标定方法。从误差建模出发,利用矢量链法推导出标定参数辨识方程。借助静平台上的标准定位圆孔,通过仪器对拉线式编码器(线尺)进行标定,进而利用线尺在线地测量、记录机构运行中的实际位姿,结合数控系统中的理论轨迹,辨识出系统模型误差。根据辨识结果对控制模型进行补偿,使平面柔性3-RRR运动平台轨迹误差得到了明显的减小,有效提高了机构的精度,完成了利用线尺进行机构自标定方法的研究。由于测量工具和建模方法通用性强,且具有在线实际位姿测量能力,该试验研究为平面柔性少自由度并联机构的自标定提供了一种切实可行的解决途径,同时为全闭环控制提供了可行的测量方法。 展开更多
关键词 柔性并联机构 误差建模 自标定
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数控机床几何与热误差测量和建模研究新进展 被引量：19
16
作者 项四通 杜正春 杨建国 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2019年第6期52-57,共6页
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... 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。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 热误差 误差测量 误差建模
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数控加工中心误差G代码补偿技术 被引量：16
17
作者 张虎 周云飞 +1 位作者 唐小琦 陈吉红 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期13-16,共4页
提出了数控加工中心误差的G代码补偿方法 .应用刚体运动学理论和齐次坐标变换技术建立了多轴数控加工中心空间误差的通用模型 ,把加工中心刀具相对工件的终端误差表示为各个误差源和刀具位置的函数 .给出了全部运动误差参数的激光干涉... 提出了数控加工中心误差的G代码补偿方法 .应用刚体运动学理论和齐次坐标变换技术建立了多轴数控加工中心空间误差的通用模型 ,把加工中心刀具相对工件的终端误差表示为各个误差源和刀具位置的函数 .给出了全部运动误差参数的激光干涉仪识别方法 .提出了数控加工中心三种基本运动的误差补偿算法 .在立式加工中心上进行了该方法的实验 ,结果表明引入误差补偿后使加工中心的系统误差减小 80 %～ 90 % . 展开更多
关键词 数控加工中心 空间误差 误差建模 软件补偿 G代码补偿方法 刚体运动学 齐次坐标变换
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数控车床几何和热误差综合实时补偿方法应用 被引量：16
18
作者 沈金华 李永祥 +2 位作者 鲁志政 陈志俊 杨建国 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期163-166,共4页
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... 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。 展开更多
关键词 数控机床 误差建模 实时补偿 数控系统
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数控机床误差补偿关键技术综述 被引量：18
19
作者 吕学祜 郭前建 +3 位作者 王昊天 王文华 朱帅伦 陈书童 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第11期104-111,119,共9页
误差补偿技术是提高数控机床精度有效且经济的手段。几何误差、热误差和切削力误差占到了机床总误差的75%,对这3项误差进行控制是提高机床加工精度的关键。综述了传统的间接测量法和样件测试法,论述了球杆仪测试、激光测量、平面正交光... 误差补偿技术是提高数控机床精度有效且经济的手段。几何误差、热误差和切削力误差占到了机床总误差的75%,对这3项误差进行控制是提高机床加工精度的关键。综述了传统的间接测量法和样件测试法,论述了球杆仪测试、激光测量、平面正交光栅法、圆台样件测试、S形试件测试等误差测量方法的特点。系统性地分析了几种主要的建模方法以及确定误差建模变量的方法。从修改数控代码、设计外部硬件装置与误差补偿器3个方面对误差补偿技术进行分析。结合机床的误差测量、误差建模、误差补偿3部分对其误差补偿关键技术进行总结,指出数控机床精度优化中存在的一些关键问题,预测了未来研究方向,为未来数控机床误差补偿设计提供参考。 展开更多
关键词 数控机床 误差辨识 加工精度 误差建模 误差补偿
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一类少自由度并联构型装备运动学标定方法研究 被引量：11
20
作者 黄田 唐国宝 +3 位作者 李思维 李亚 D.G.Chetwynd D.J.Whitehouse 《中国科学（E辑）》 CSCD 北大核心 2003年第9期829-838,共10页
以一种外副驱动含平行四边形支链的三平动自由度并联机床为对象,研究少自由度并联构型装备运动学标定方法。首先建立末端可控与非可控位姿误差与结构误差的映射关系,并据此构造出具有分层递阶格式的参数辨识模型。针对少自由度并联机构... 以一种外副驱动含平行四边形支链的三平动自由度并联机床为对象,研究少自由度并联构型装备运动学标定方法。首先建立末端可控与非可控位姿误差与结构误差的映射关系,并据此构造出具有分层递阶格式的参数辨识模型。针对少自由度并联机构的特点,提出一种通过修正系统输入实施误差软件补偿的方法,并通过实验验证其有效性。 展开更多
关键词 少自由度并联构型装备 运动学 标定方法 误差建模 参数辨识 精度标定 并联机床
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