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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
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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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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:56
2
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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机床热补偿中温度变量分组优化建模 被引量:49
3
作者 杨建国 邓卫国 +2 位作者 任永强 李院生 窦小龙 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期478-481,共4页
提出数控机床热误差分组优化建模。在数控机床热误差建模时 ,先根据温度变量之间的相关性对测量所得的所有温度变量进行分组 ,再根据各变量与热误差之间的相关性选择典型变量并加以组合 ,最后依据多元测定系数 (回归平方和与总平方和的... 提出数控机床热误差分组优化建模。在数控机床热误差建模时 ,先根据温度变量之间的相关性对测量所得的所有温度变量进行分组 ,再根据各变量与热误差之间的相关性选择典型变量并加以组合 ,最后依据多元测定系数 (回归平方和与总平方和的比值 )确定用于建模的温度变量。给出了分组优化建模实例。通过分组优化建模 ,减少了选择温度变量和建模所需的时间 ,且避免了误差模型中的变量耦合 ,提高了热误差模型的精确性和鲁棒性 ,从而使数控机床热误差实时补偿更有效。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 相关分析 优化建模
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数控机床热误差的时序分析法建模及其应用 被引量:38
4
作者 李永祥 童恒超 +2 位作者 曹洪涛 张宏韬 杨建国 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期74-78,共5页
提出了采用时间序列分析法进行机床热误差建模的基本原理及方法,及其在数控机床热误差补偿建模中的应用。利用实测的热误差序列进行时序分析识模、建模和预报。再通过由微机结合机床控制器构成的补偿系统,利用所建立的时序分析模型,经... 提出了采用时间序列分析法进行机床热误差建模的基本原理及方法,及其在数控机床热误差补偿建模中的应用。利用实测的热误差序列进行时序分析识模、建模和预报。再通过由微机结合机床控制器构成的补偿系统,利用所建立的时序分析模型,经过微机算出补偿值并送入机床控制器对刀架进行附加进给运动完成实时补偿。实验结果表明,可将工件的尺寸变化从原来的25μm以上降到10μm以内,大幅度提高了机床的加工精度,从而论证了时序分析法在数控机床热误差建模应用中的可行性与有效性。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 时序分析 建模
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机器人机构误差建模的摄动法 被引量:25
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作者 徐卫良 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1989年第6期39-44,48,共7页
误差建模的摄动法,即直接对机构中各种原始误差的小位移矢量进行合成,建立机器人手部位姿误差模型.它摈弃了其他误差建模方法均需要的微分运算,并能分析多种原始误差产生的机器人手部位姿误差.用该法建立的误差模型简单且物理意义清楚.... 误差建模的摄动法,即直接对机构中各种原始误差的小位移矢量进行合成,建立机器人手部位姿误差模型.它摈弃了其他误差建模方法均需要的微分运算,并能分析多种原始误差产生的机器人手部位姿误差.用该法建立的误差模型简单且物理意义清楚.作为例题,文中建立了 PUMA560型机器人的误差模型. 展开更多
关键词 机器人机构 误差 建模 摄动
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基于在线最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模与补偿 被引量:37
6
作者 林伟青 傅建中 +1 位作者 许亚洲 陈子辰 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2008年第2期295-299,共5页
为消除数控机床热误差对加工精度的影响,提出了基于在线最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模方法。为构建机床热误差模型,进行了建模实验,采用智能温度传感器与激光位移传感器分别测量机床温度值与主轴热变形量。将获得的数据进行... 为消除数控机床热误差对加工精度的影响,提出了基于在线最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模方法。为构建机床热误差模型,进行了建模实验,采用智能温度传感器与激光位移传感器分别测量机床温度值与主轴热变形量。将获得的数据进行在线最小二乘支持向量机建模训练,构建机床热误差模型。在根据模型得出误差预测值的同时,可以不断根据在线输入的新数据修正热误差模型本身,运算时间短,适用于在线建模。实验结果表明,基于在线最小二乘支持向量机的数控机床热误差建模方法具有精度高、鲁棒性强和计算时间短的特点。在此基础上,根据在线模型进行热误差补差,可有效消除机床热误差影响,提高数控机床的加工精度。 展开更多
关键词 在线最小二乘支持向量机 热误差 建模 补偿
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光栅测量系统的误差研究 被引量:37
7
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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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:35
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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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灰色系统理论在机床热误差测点优化中的应用 被引量:28
9
作者 李永祥 童恒超 杨建国 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2006年第3期78-80,81,共4页
针对影响机床加工热误差建模的机床温度场分布问题,借用灰色系统理论的关联度分析方法,对热传感器在机床上的优化布点进行了研究,从原先的16个温度测点减少到仅使用其中的4个关键温度进行热误差建模,从而可以较简便的分析所研究机床的... 针对影响机床加工热误差建模的机床温度场分布问题,借用灰色系统理论的关联度分析方法,对热传感器在机床上的优化布点进行了研究,从原先的16个温度测点减少到仅使用其中的4个关键温度进行热误差建模,从而可以较简便的分析所研究机床的热误差,提高了热误差建模的鲁棒性。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 灰色系统理论 建模
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数控机床热误差的混合预测模型及应用 被引量:28
10
作者 李永祥 杨建国 +2 位作者 郭前建 王秀山 沈金华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第12期2030-2033,共4页
基于机床热变形误差的产生机理及其表现形式的复杂性,综合时序分析方法建模和灰色系统理论建模的优点,研究了一种智能混合预测模型.将该模型应用于一台数控车削加工中心进行热误差趋势预测,以进行机床热误差补偿研究.结果表明,混合预测... 基于机床热变形误差的产生机理及其表现形式的复杂性,综合时序分析方法建模和灰色系统理论建模的优点,研究了一种智能混合预测模型.将该模型应用于一台数控车削加工中心进行热误差趋势预测,以进行机床热误差补偿研究.结果表明,混合预测模型预测精度高于时序分析模型和灰色系统模型,其优异的预测性能可使数控机床进行实时补偿更加有效,从而大大提高机床热误差的补偿精度. 展开更多
关键词 数控机床 热误差 混合预测模型 建模
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基于灰色综合关联度的数控机床热误差测点优化新方法及应用 被引量:29
11
作者 闫嘉钰 张宏韬 +1 位作者 刘国良 杨建国 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期160-164,共5页
针对机床热误差建模技术当中温度布点选取的问题,提出了基于灰色综合关联度进行数控机床热误差建模的关键温度测点选取的新方法。将该方法应用于一台数控车削中心的实验研究,将原有16个温度测点减少至4个。通过同已有方法的比较表明,该... 针对机床热误差建模技术当中温度布点选取的问题,提出了基于灰色综合关联度进行数控机床热误差建模的关键温度测点选取的新方法。将该方法应用于一台数控车削中心的实验研究,将原有16个温度测点减少至4个。通过同已有方法的比较表明,该方法具有计算简便,判据简易、明晰的优点,能够较大幅度提高所建立模型的鲁棒性。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 建模 灰色综合关联度
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灰色系统模型在机床热误差建模中的应用 被引量:25
12
作者 李永祥 杨建国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第23期2439-2442,共4页
提出了采用灰色系统模型进行机床热误差建模的基本原理及方法,以及其在机床热误差补偿建模中的应用。论述了如何利用实测的热误差序列,通过对全数据GM(1,1)模型、新信息GM(1,1)模型和新陈代谢GM(1,1)模型进行机床热误差建模和预报,得出... 提出了采用灰色系统模型进行机床热误差建模的基本原理及方法,以及其在机床热误差补偿建模中的应用。论述了如何利用实测的热误差序列,通过对全数据GM(1,1)模型、新信息GM(1,1)模型和新陈代谢GM(1,1)模型进行机床热误差建模和预报,得出了新陈代谢GM(1,1)模型是机床热误差补偿建模最理想模型的结论。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 新陈代谢GM(1 1)模型 建模
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数控机床热误差补偿建模综述 被引量:28
13
作者 章婷 刘世豪 《机床与液压》 北大核心 2011年第1期122-127,共6页
热误差建模技术是决定热误差补偿能否有效进行的关键,对提高数控机床的加工精度至关重要。介绍数控机床热误差建模的国内外研究状况,阐述国内外常用的几种主要的热误差建模方法,即人工智能法、统计分析法、灰色系统法等,探讨各种方法的... 热误差建模技术是决定热误差补偿能否有效进行的关键,对提高数控机床的加工精度至关重要。介绍数控机床热误差建模的国内外研究状况,阐述国内外常用的几种主要的热误差建模方法,即人工智能法、统计分析法、灰色系统法等,探讨各种方法的特点,指出目前研究存在的问题,并展望未来的发展。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 建模 加工精度
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加工误差及其预报建模研究 被引量:15
14
作者 张琳娜 《计量学报》 CSCD 北大核心 1998年第3期183-188,共6页
基于制造过程加工误差的机理及传统误差预报模型的特点分析,提出了一种用于加工质量主动控制的综合预报模型ARGM(n,1,1),并就该模型与传统预报模型之间的联系与区别,从理论分析和典型实例应用等不同角度进行了深入的分析... 基于制造过程加工误差的机理及传统误差预报模型的特点分析,提出了一种用于加工质量主动控制的综合预报模型ARGM(n,1,1),并就该模型与传统预报模型之间的联系与区别,从理论分析和典型实例应用等不同角度进行了深入的分析和研究。研究结果表明:该模型综合了传统误差预报模型的优点,具有较高的预报精度。为动态加工质量的在线监控提供了必要的理论和实践指导基础。 展开更多
关键词 加工误差 预报建模 质量控制 机械加工
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灰色GM(X,N)模型在数控机床热误差建模中的应用 被引量:25
15
作者 闫嘉钰 杨建国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1297-1300,共4页
针对机床热误差补偿的建模问题,应用灰色系统理论建立了GM(1,4)及GM(0,4)模型。这两种模型均能够反映热误差元素序列同相关温度值序列之间的动态关系及热误差元素序列的发展趋势。采用一台CNC机床的实际切削加工实验数据来进行建模和模... 针对机床热误差补偿的建模问题,应用灰色系统理论建立了GM(1,4)及GM(0,4)模型。这两种模型均能够反映热误差元素序列同相关温度值序列之间的动态关系及热误差元素序列的发展趋势。采用一台CNC机床的实际切削加工实验数据来进行建模和模型验证。结果表明,两种新模型同传统GM(1,1)模型相比均能够获得更高的预测精度,且相对近年来被广泛应用的神经网络模型及其改进模型,具有计算过程简单、计算量小、便于实际工程应用等优点。 展开更多
关键词 数控机床 热误差 建模 灰色系统理论
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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
16
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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基于多体系统理论的数控机床误差建模 被引量:20
17
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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数控机床热误差的建模与预补偿 被引量:15
18
作者 李书和 张奕群 +1 位作者 王东升 张国雄 《计量学报》 CSCD 北大核心 1999年第1期49-52,共4页
研究了数控机床热误差的预补偿方法。建立了基于主轴转速的热误差自回归模型,从而不需要测量机床的温度场就可以预测热误差。在加工前通过修改工作的数控加工程度即可进行补偿,大大简化了误差补偿过程。可应用于中等精度的数控机床。
关键词 数控机床 热误差 精度 模型 预补偿 误差补偿
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激光跟踪测量系统跟踪转镜的误差分析 被引量:20
19
作者 刘万里 王占奎 +1 位作者 曲兴华 欧阳健飞 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期585-590,共6页
在研究激光跟踪测量系统结构和工作原理的基础上,建立了系统运动学模型和跟踪转镜中心偏移数学模型。分析了系统测量中基点位置变动误差、转镜跟踪目标反射器跟踪误差和转镜反射面与激光束不垂直误差等。分析结果表明:基点位置变动误差... 在研究激光跟踪测量系统结构和工作原理的基础上,建立了系统运动学模型和跟踪转镜中心偏移数学模型。分析了系统测量中基点位置变动误差、转镜跟踪目标反射器跟踪误差和转镜反射面与激光束不垂直误差等。分析结果表明:基点位置变动误差为0.017 mm,转镜反射面与激光束不垂直误差为0.004 5 mm,转镜跟踪目标反射器跟踪误差约为0。因此,在跟踪转镜结构设计中,为保证激光束反射点与基点位置重合及转镜旋转跟踪目标反射器时基点空间位置保持不变,应尽量减少跟踪转镜旋转点与镜面之间的距离。 展开更多
关键词 激光跟踪测量系统 误差分析 跟踪转镜 建模
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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:18
20
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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