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数控机床几何误差相关性分析方法研究 被引量:20
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作者 郭世杰 梅雪松 +2 位作者 姜歌东 张东升 惠阳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期383-389,共7页
为提高数控机床的精度,降低装配、制造过程产生的几何误差的影响,基于多体系统理论建立几何误差模型,在误差相关性分析的基础上,提出了一种辨识关键性几何误差元素的方法。首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了三轴数控机床... 为提高数控机床的精度,降低装配、制造过程产生的几何误差的影响,基于多体系统理论建立几何误差模型,在误差相关性分析的基础上,提出了一种辨识关键性几何误差元素的方法。首先,基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立了三轴数控机床几何误差模型,构建了几何误差元素相关性分析模型。其次,采用拉丁超立方抽样方法在整个参数空间内抽样,有效避免了单因素分析的缺陷。最后,通过计算拉丁立方抽样确定的误差元素引起的空间几何误差,进行相关性分析并辨识影响机床精度的关键几何误差元素。误差补偿后的圆测试对比结果表明,该方法可判别影响数控机床空间精度的重要误差元素,并能够定量辨识误差元素对几何误差向量的作用效果,可为机床误差补偿及精度分配提供重要的理论参考。 展开更多
关键词 数控机床 多体系统理论 几何误差 关键误差元素 相关性分析 误差补偿
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基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型 被引量:17
2
作者 王洪乐 周青华 熊青春 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第5期78-83,共6页
针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机理和建立精度误差补偿模型的角度,提出了基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析了B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典... 针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机理和建立精度误差补偿模型的角度,提出了基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析了B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出了B-A摆头五轴龙门数控机床精度几何误差预测函数。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,测量并计算了某B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效参量。该几何误差参数建模方法,对不同拓扑结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿并提高切削加工精度提供了理论依据。 展开更多
关键词 多体系统理论 数控机床 精度误差预测 误差参数辨识算法
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面向五轴数控机床的空间误差建模流程研究 被引量:16
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作者 刘春时 孙伟 +1 位作者 李小彭 张义民 《机床与液压》 北大核心 2009年第8期4-7,26,共5页
在总结前人研究成果的基础上,提出了一套基于多体系统理论的五轴数控机床空间误差建模流程,主要包括结构描述、设定坐标系、创建特征矩阵和生成空间误差模型4个关键步骤,详细论述了每一步的操作方法并给出了具体的求解式。最后以某机床... 在总结前人研究成果的基础上,提出了一套基于多体系统理论的五轴数控机床空间误差建模流程,主要包括结构描述、设定坐标系、创建特征矩阵和生成空间误差模型4个关键步骤,详细论述了每一步的操作方法并给出了具体的求解式。最后以某机床厂最新研制的VMC650高速铣镗五轴加工中心为对象,进行了研究,验证了该建模流程的有效性。 展开更多
关键词 五轴数控机床 建模流程 误差建模 多体系统理论
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基于多体理论的五坐标数控机床的热误差建模 被引量:8
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作者 张志飞 刘又午 +1 位作者 刘丽冰 张永丹 《河北工业大学学报》 CAS 2000年第5期23-28,共6页
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... 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 . 展开更多
关键词 五坐标数控机床 多体系统理论 热误差 软件补偿 参数辨识 建模
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多体系统理论在数控加工精度软件预测中的应用 被引量:8
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 2004年第3期26-28,30,共4页
基于多体系统理论和虚拟加工技术的基本原理 ,阐述了多体系统的特征矩阵 ,研究了数控机床刀具成形函数和空间误差模型 ,提出和分析了机床加工精度软件预测的建模方法 ,最后为了验证所述精度预测方法的有效性 ,进行了软件预测和实体加工... 基于多体系统理论和虚拟加工技术的基本原理 ,阐述了多体系统的特征矩阵 ,研究了数控机床刀具成形函数和空间误差模型 ,提出和分析了机床加工精度软件预测的建模方法 ,最后为了验证所述精度预测方法的有效性 ,进行了软件预测和实体加工的加工精度比较实验。 展开更多
关键词 数控机床 多体系统理论 空间误差 加工精度 虚拟加工 软件预测
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基于多体理论模型的加工中心热误差补偿技术 被引量:2
6
作者 刘又午 章青 +2 位作者 赵小松 张志飞 张永丹 《江苏机械制造与自动化》 2001年第4期60-64,共5页
基于多体系统理论 ,建立了数控加工中心热误差模型 ,并提出其误差补偿方法 ,以三坐标MAKINO加工中心为例 ,建立了具体模型并进行参数辨识 ,优选了 4个测温点 ,实时测量其温度 ,作为误差参数辨识模型的输入值 ,实现了软件实时补偿 ,在该... 基于多体系统理论 ,建立了数控加工中心热误差模型 ,并提出其误差补偿方法 ,以三坐标MAKINO加工中心为例 ,建立了具体模型并进行参数辨识 ,优选了 4个测温点 ,实时测量其温度 ,作为误差参数辨识模型的输入值 ,实现了软件实时补偿 ,在该加工中心上分别沿 3个坐标方向加工一系列表面并比较加入热误差补偿的结果 ,测量结果表明补偿效果显著 ,实践说明本文所建热误差模型的有效性和补偿方法的可行性。 展开更多
关键词 多体系统理论 加工中心 热误差 误差补偿
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复合数控机床几何误差建模及灵敏度分析 被引量:10
7
作者 范晋伟 吕琦 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第3期69-73,共5页
为了提高复合数控机床的加工精度,研究了机床的几何误差建模及灵敏度分析。以CHD-25型9轴5联动车铣复合数控机床为对象,介绍基于多体系统运动学理论的机床几何误差建模方法,模型涉及37项几何,分别对37项几何误差进行了误差灵敏度分析。... 为了提高复合数控机床的加工精度,研究了机床的几何误差建模及灵敏度分析。以CHD-25型9轴5联动车铣复合数控机床为对象,介绍基于多体系统运动学理论的机床几何误差建模方法,模型涉及37项几何,分别对37项几何误差进行了误差灵敏度分析。通过计算与分析误差灵敏度系数,最终识别出影响机床加工精度的关键性几何误差,为复合数控机床的设计提供有效的理论依据。 展开更多
关键词 复合数控机床 多体系统理论 误差建模 灵敏度分析
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基于休斯敦方法的机械手误差建模与分析 被引量:9
8
作者 贺甲 田学光 +1 位作者 张德龙 田兴志 《工程设计学报》 CSCD 北大核心 2010年第6期439-443,共5页
基于多体系统理论中的休斯敦方法,介绍了建立四自由度机械手误差模型的方法.首先阐述了机械手拓扑结构及误差条件下相邻体及其变换矩阵,然后建立了误差模型,最后全面分析了机械手的各项误差源,用MATLAB软件计算了总误差和系统误差,且对... 基于多体系统理论中的休斯敦方法,介绍了建立四自由度机械手误差模型的方法.首先阐述了机械手拓扑结构及误差条件下相邻体及其变换矩阵,然后建立了误差模型,最后全面分析了机械手的各项误差源,用MATLAB软件计算了总误差和系统误差,且对比了各单项误差源对总误差的影响,为误差分配和补偿提供了理论依据.所提出的误差模型和误差分析方法,对于多自由系统的误差分析和建模具有参考价值. 展开更多
关键词 机械手 多体系统理论 误差建模 误差分析
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数控机床几何误差补偿器的实验研究 被引量:6
9
作者 范晋伟 杨万然 +1 位作者 陈文 朱晓勇 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第2期160-161,共2页
介绍一种由单片机控制的数控机床几何误差补偿器。误差补偿的原理主要是运用多体系统运动学理论建立机床几何误差模型,用单片机控制固化在程序存储器内的误差补偿程序完成补偿任务,并通过RS-232C实现数控机床与误差补偿器的通信与数据... 介绍一种由单片机控制的数控机床几何误差补偿器。误差补偿的原理主要是运用多体系统运动学理论建立机床几何误差模型,用单片机控制固化在程序存储器内的误差补偿程序完成补偿任务,并通过RS-232C实现数控机床与误差补偿器的通信与数据交换。 展开更多
关键词 数控机床 多体系统理论 几何误差补偿 单片机
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基于多体系统理论的三坐标数控铣床几何误差建模 被引量:6
10
作者 谷珂 马闯 吴洪涛 《机械制造与自动化》 2007年第1期23-24,28,共3页
分析了数控机床主要误差来源和现有误差补偿技术;阐述了多体系统的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵的构建方法。以XK0820型三坐标数控铣床为例,运用多体系统理论建立了该机床的几何误差模型,说明了建模过程,给出了几何误差模型的具体数... 分析了数控机床主要误差来源和现有误差补偿技术;阐述了多体系统的拓扑结构、低序体阵列和特征矩阵的构建方法。以XK0820型三坐标数控铣床为例,运用多体系统理论建立了该机床的几何误差模型,说明了建模过程,给出了几何误差模型的具体数学表达式。 展开更多
关键词 多体系统理论 误差补偿 三坐标数控铣床 建模
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基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型 被引量:8
11
作者 王开德 张欣 +1 位作者 韩凯凯 王洪乐 《机床与液压》 北大核心 2018年第17期109-113,128,共6页
针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机制和建立精度误差补偿模型的角度,提出基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体... 针对多轴联动数控机床加工精度误差补偿问题,从分析数控机床误差产生机制和建立精度误差补偿模型的角度,提出基于多体系统理论的数控机床加工精度几何误差预测模型。分析B-A摆头五轴龙门数控机床的拓扑结构关系、低序体阵列、各典型体坐标变换,推导出B-A摆头五轴龙门数控机床的精度几何误差预测函数模型。采用平动轴十二线法误差参数辨识算法,计算出B-A摆头五轴数控机床21项空间几何误差,为精度几何误差预测函数提供有效的误差参数。该精度误差参数建模方法,对不同结构和运动关系的数控机床具有通用性,为后续数控机床误差动态实时补偿提高切削加工精度提供了理论基础。 展开更多
关键词 数控机床 精度误差预测 多体系统理论 误差参数辨识算法
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基于多体系统理论的五轴转台误差建模与分析 被引量:8
12
作者 孙致月 赵世明 《机电工程技术》 2017年第11期44-48,84,共6页
五轴转台误差对半实物仿真精度具有直接影响。分析五轴转台误差及对半实物仿真的影响机理,提出五轴转台误差的评价参数。基于五轴转台的拓扑结构,采用特征矩阵描述转台误差传递,建立了五轴转台误差模型。基于所建立的模型分析了误差对... 五轴转台误差对半实物仿真精度具有直接影响。分析五轴转台误差及对半实物仿真的影响机理,提出五轴转台误差的评价参数。基于五轴转台的拓扑结构,采用特征矩阵描述转台误差传递,建立了五轴转台误差模型。基于所建立的模型分析了误差对评价参数的影响,结果表明指向误差主要受垂直度、倾角回转误差及转角的影响;位置误差受各误差的综合影响,其中相交度和位移回转误差影响最大;目标误差受相交度和同轴度影响较显著。误差模型和分析结果可用于转台设计误差分配和半实物仿真系统误差分析。 展开更多
关键词 五轴转台 多体系统理论 误差建模 半实物仿真
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机床误差敏感度分析方法 被引量:7
13
作者 范晋伟 陶浩浩 +1 位作者 邬昌军 唐宇航 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期314-321,共8页
目前精度设计依然停留在以设计人员感官经验设计为主的层面,已开展的误差敏感度分析工作无法对精度设计提供直接的量化指导.针对上述问题,展开了机床误差敏感度分析方法的研究.首先,基于多体系统理论建立了数控机床的空间运动误差模型,... 目前精度设计依然停留在以设计人员感官经验设计为主的层面,已开展的误差敏感度分析工作无法对精度设计提供直接的量化指导.针对上述问题,展开了机床误差敏感度分析方法的研究.首先,基于多体系统理论建立了数控机床的空间运动误差模型,同时构造了基于零部件公差的几何误差源参数的预估模型,在此基础上,进一步提出了基于部件运动增量的误差敏感度分析方法.以CA摆头五轴数控铣床为研究对象,以"S"试件为加工对象进行试验验证,利用基于机床部件运动增量的误差敏感度分析方法对五轴加工中心进行误差敏感度分析.结果表明:ε_y(x)、q_6~e、ε_x(x)、q_5~e、θ_C^e、ε_(zx)^(45)这6项误差源参数对应的误差敏感度系数之和为0. 95,其他误差源参数的敏感度系数之和仅为0. 05,因此该方法可以有效地识别出对数控机床加工精度影响较大的关键零部件,为提升数控机床的加工精度奠定了理论基础. 展开更多
关键词 敏感度分析 误差增量 多体系统理论 误差源参数 公差
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基于多体系统理论的螺杆转子磨床精度分析与优化 被引量:7
14
作者 王禹林 陶丽佳 +1 位作者 孙文钊 冯虎田 《南京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1015-1020,共6页
为提高螺杆转子磨床的整体精度,合理控制成本,建立其19项空间误差模型。基于多体系统理论,结合该磨床的结构和运动特点,分析了磨床的拓扑结构。综合考虑磨床整体精度和制造成本,提出了一种精度分配优化方法。通过调整精度权数可实现不... 为提高螺杆转子磨床的整体精度,合理控制成本,建立其19项空间误差模型。基于多体系统理论,结合该磨床的结构和运动特点,分析了磨床的拓扑结构。综合考虑磨床整体精度和制造成本,提出了一种精度分配优化方法。通过调整精度权数可实现不同应用需求的目标优化。结果表明:重视提高精度的优化方案较传统的经验设计值,在X/Y/Z轴方向上使机床的精度分别提高27.5%、45%和52%;重视控制成本的优化方案可降低成本25%。 展开更多
关键词 多体系统理论 螺杆转子磨床 精度 成本
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基于内置传感器的数控机床动态加工误差测量方法 被引量:6
15
作者 杨斌 《机床与液压》 北大核心 2017年第1期35-39,共5页
以HJ044双转台型五轴联动数控机床为例,以机床内置传感器信息和多体系统理论为基础,建立了刀具相对工件的运动学模型,提出了一种基于内置传感器信息的动态加工误差测量方法。该方法利用机床编码器或光栅尺等机床内置传感器信息获取机床... 以HJ044双转台型五轴联动数控机床为例,以机床内置传感器信息和多体系统理论为基础,建立了刀具相对工件的运动学模型,提出了一种基于内置传感器信息的动态加工误差测量方法。该方法利用机床编码器或光栅尺等机床内置传感器信息获取机床各轴运动位移,并结合机床运动学模型,测量由机床的动态特性引起的加工误差。并通过实验表明该方法是一种简单有效的数控机床动态加工误差测量方法。 展开更多
关键词 数控机床 多体系统理论 内置传感器 动态加工误差
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数控精密立式磨床空间误差建模及溯源分析
16
作者 范晋伟 陈凯 +2 位作者 潘日 孙锟 李状 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期905-913,共9页
数控精密立式磨床在加工时具有变形量少、圆度更好的优点,广泛应用于机床行业中套筒类、盘类、环类、小型工作台等零件的磨削加工领域。与国外相比,国内机床行业在高端磨床领域存在着生产效率低、加工精度差等问题。以某型号数控精密立... 数控精密立式磨床在加工时具有变形量少、圆度更好的优点,广泛应用于机床行业中套筒类、盘类、环类、小型工作台等零件的磨削加工领域。与国外相比,国内机床行业在高端磨床领域存在着生产效率低、加工精度差等问题。以某型号数控精密立式磨床为研究对象,首先通过研究各关键部件之间的运动关系,得出相应的几何误差参数,运用多体系统理论建立了部件之间的变换矩阵,进而得到磨床的精密加工约束方程,从而建立磨床的空间几何误差模型。依据该空间误差模型,建立误差灵敏度模型,得到影响加工精度的关键误差项。最后针对关键误差项进行误差修复,完成对数控立式磨床加工精度的优化,可在立式磨床设计阶段提供一定的设计理论基础。 展开更多
关键词 数控精密立式磨床 多体系统理论 空间误差 误差建模 误差灵敏度 误差修复
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基于G代码修改的数控机床几何误差补偿方法 被引量:6
17
作者 高兴 佟浩 +2 位作者 周雷 满建财 李勇 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第1期57-62,共6页
为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可... 为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可提高圆心位置精度的平面内圆弧插补补偿算法,且这2种补偿算法都可分别设定不同的插补精度。采用修改G代码方式实现补偿方法的通用性,在XZOY型三轴数控机床上开展了误差补偿实验,验证了其有效性。 展开更多
关键词 三轴数控机床 G代码修改 几何误差补偿 多体系统理论
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QMB125球笼沟道磨床几何误差建模与敏感度分析 被引量:5
18
作者 王勇 刘洋 +1 位作者 朱嘉敏 金平 《机械设计与制造》 北大核心 2022年第3期30-35,40,共7页
机床的加工精度受诸多方面的误差因素的影响,而组成机床的误差主要包括热、力、几何、运动误差等,其中机床部件的几何误差对球笼沟道床的加工精度有着举足轻重的作用。以QMB125数控磨床为研究对象,基于多体系统理论,通过低序体阵列来描... 机床的加工精度受诸多方面的误差因素的影响,而组成机床的误差主要包括热、力、几何、运动误差等,其中机床部件的几何误差对球笼沟道床的加工精度有着举足轻重的作用。以QMB125数控磨床为研究对象,基于多体系统理论,通过低序体阵列来描述磨床的拓扑结构,对磨床的27项几何误差源进行误差取样检测,建立起机床的运动学模型,进而计算出各个误差源的敏感度系数来找出影响程度较高的几何误差项,为合理经济的提高机床精度提供有效依据。 展开更多
关键词 多体系统理论 几何误差 敏感度系数:精度设计
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多轴联动数控机床加工精度误差预测模型构建 被引量:5
19
作者 赵熹 《自动化技术与应用》 2019年第11期123-126,共4页
基于数控机床误差生成机制与构建精度误差补偿模型,提出多体系统理论下的数控机床加工精度几何误差预测模型。通过实践证明,此模型的精确性、实用性、通用性都很突出。
关键词 多体系统理论 数控机床 加工精度 几何误差 预测模型
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非球面超精密磨削误差建模与补偿研究 被引量:1
20
作者 徐俊东 殷跃红 《机床与液压》 北大核心 2023年第2期87-93,共7页
为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮... 为提高课题组自研的超精密磨床加工精度,基于多体系统理论,运用齐次坐标变换原理,分析该超精密磨床37项几何误差来源,对非球面超精密磨削的综合误差建模。超精密磨床的多项几何误差元素已在制造阶段标定、补偿,取砂轮对刀误差和砂轮轮廓半径磨损误差作为主要面形误差来源,分别推导其对综合误差的传递函数,分析误差辨识方法,建立误差修正补偿模型,提出基于直接补偿的点补修正法。试验结果表明:建立的综合误差模型正确,根据误差辨识方法和修正补偿模型,修正误差后面形误差显著降低,有效提高面形精度。 展开更多
关键词 超精密磨削 非球面 多体系统理论 误差补偿
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