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数控机床几何误差测量研究现状及趋势 被引量:39
1
作者 杜正春 杨建国 冯其波 《航空制造技术》 2017年第6期34-44,共11页
数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域... 数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域的一个研究热点和重点。首先从测量仪器角度以及测量策略研究角度回顾了数控机床激光干涉测量、激光跟踪测量、空间体积误差测量、球杆仪测量、平面光栅测试、R-Test、标准件测试等主要几何误差综合测量方法,并对热误差、力误差等相关研究做了简要回顾。在此基础上,分析了当前数控机床误差测量面临的主要挑战以及下一步的发展趋势,为国产数控机床误差测量方法与技术发展提供了建议。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 误差测量 误差补偿
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工业机器人绝对定位误差的建模与补偿 被引量:17
2
作者 齐俊德 张定华 +1 位作者 李山 陈冰 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第11期113-118,共6页
为了提高机器人的绝对定位精度,建立了机器人绝对定位误差模型并进行了补偿方法研究.将定位误差分为几何参数误差与柔度误差,分别建立相应的误差模型.几何参数误差研究以MD-H(修正型D-H)运动模型为基础,对柔度误差的影响进行了解耦,并... 为了提高机器人的绝对定位精度,建立了机器人绝对定位误差模型并进行了补偿方法研究.将定位误差分为几何参数误差与柔度误差,分别建立相应的误差模型.几何参数误差研究以MD-H(修正型D-H)运动模型为基础,对柔度误差的影响进行了解耦,并考虑了机器人基坐标系与测量坐标系的转换误差,提出了基于相对位置的几何参数误差模型.柔度误差研究针对机器人的构造特点,建立了针对关节2和3的误差模型,简化了计算模型.最后基于所建立的两种误差模型,提出了误差补偿方法,并采用该方法对机器人进行了实际补偿实验.结果表明,平均绝对定位精度由补偿前的1.173 mm降至补偿后的0.158 mm,说明文中方法可有效提高机器人的绝对定位精度,扩展机器人的应用范围. 展开更多
关键词 工业机器人 绝对定位精度 几何参数误差 柔度误差 误差补偿
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一种成形砂轮磨齿机的几何误差建模与补偿研究 被引量:8
3
作者 李光东 樊利君 +1 位作者 陈光胜 朱鹏 《机床与液压》 北大核心 2012年第1期7-9,共3页
从成形砂轮磨齿机的磨削原理出发,分析了齿形误差和齿向误差与磨削过程的关系,进而提出将成形砂轮磨齿机分为两个部分,运用多体系统理论分别建立了其几何误差模型,并进行了简化。并针对秦川YK73200成形砂轮磨齿机,提出一种综合误差补偿... 从成形砂轮磨齿机的磨削原理出发,分析了齿形误差和齿向误差与磨削过程的关系,进而提出将成形砂轮磨齿机分为两个部分,运用多体系统理论分别建立了其几何误差模型,并进行了简化。并针对秦川YK73200成形砂轮磨齿机,提出一种综合误差补偿方案。 展开更多
关键词 几何误差建模 误差补偿 成形砂轮磨齿机
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西门子840D/810D几何误差补偿研究 被引量:5
4
作者 张冲 张东升 +1 位作者 陶涛 梅雪松 《机械工程师》 2011年第1期32-34,共3页
通过对数控机床几何误差的有效补偿,可以使原有机床的加工精度显著提高。针对西门子840D/810D数控系统,简单分析了数控机床几何误差,详细介绍了怎样利用西门子系统自带的功能来补偿数控机床的几何误差。并且用实验验证利用西门子系统自... 通过对数控机床几何误差的有效补偿,可以使原有机床的加工精度显著提高。针对西门子840D/810D数控系统,简单分析了数控机床几何误差,详细介绍了怎样利用西门子系统自带的功能来补偿数控机床的几何误差。并且用实验验证利用西门子系统自带的功能来补偿几何误差的可行性与有效性。最后,介绍了利用西门子提供的功能实施几何误差的特殊用法。对于提高841D/840D数控系统的应用水平以及提高国产数控系统几何误差补偿水平具有重要的工程价值。 展开更多
关键词 几何误差 840D 误差补偿
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内斜齿轮磨削加工误差在线监测与补偿
5
作者 浮文华 王会良 蒋闯 《制造技术与机床》 北大核心 2023年第11期166-171,共6页
以数控机床磨削内斜齿轮为研究对象,研究在磨削过程中存在的加工误差及补偿问题。首先,通过齐次坐标变换原理,推导出工件到刀具之间存在误差的齐次坐标变换矩阵,得出加工过程中的几何误差模型;其次,利用内置信号同步采集方法,实现机床... 以数控机床磨削内斜齿轮为研究对象,研究在磨削过程中存在的加工误差及补偿问题。首先,通过齐次坐标变换原理,推导出工件到刀具之间存在误差的齐次坐标变换矩阵,得出加工过程中的几何误差模型;其次,利用内置信号同步采集方法,实现机床加工误差在线监测,并通过软件补偿原理对主要误差源进行补偿;最后,通过齿轮检测仪,对误差补偿前、后齿面进行检测,补偿后的齿面误差有所减小。该实验为提高机床加工精度的研究提供了数据理论支撑。 展开更多
关键词 几何误差 齐次坐标变换 在线监测 误差补偿
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基于数控机床空间误差提高其加工精度的补偿方法研究 被引量:4
6
作者 龙鹏 李洪涛 李安国 《机械工程师》 2012年第6期41-43,共3页
基于数控机床各运动部件几何关系的综合分析,应用数控补偿技术,对机床整体空间误差进行补偿,提高了各轴移动定位精度、重复定位精度和几何精度,进而提高了数控机床加工精度。
关键词 机械制造及自动化 定位精度 几何精度 误差补偿
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工业机器人的形位检测及精度标定研究
7
作者 张成林 党珊珊 +1 位作者 武小倩 邵向阳 《自动化与仪器仪表》 2023年第1期202-206,211,共6页
针对传统六自由度机器人进行形位分析与标定研究,采用运动学DH参数法建立机器人运动学位姿模型,利用激光跟踪仪进行机器人空间形位的辨识与减速比数据的采集,结合阻尼最小二乘法进行机器人零位与执行器的标定,通过修改控制器中机器人的... 针对传统六自由度机器人进行形位分析与标定研究,采用运动学DH参数法建立机器人运动学位姿模型,利用激光跟踪仪进行机器人空间形位的辨识与减速比数据的采集,结合阻尼最小二乘法进行机器人零位与执行器的标定,通过修改控制器中机器人的末端执行器配置参数,完成传统工业机器人的末端位姿误差补偿,提高了机器人的绝对定位精度。 展开更多
关键词 工业机器人 形位检测 减速比 误差补偿
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展成法球面磨床的几何误差补偿 被引量:4
8
作者 许开州 魏臣隽 胡德金 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期478-483,共6页
利用多体系统运动学理论,通过变换矩阵方程,分析了系统中的移动副误差、转动副误差和正交误差原理.针对展成法球面磨削系统的结构与加工方式的独特性,提出了虚拟磨削点,建立了球面磨削系统的空间误差模型,并通过激光干涉仪进行了几何误... 利用多体系统运动学理论,通过变换矩阵方程,分析了系统中的移动副误差、转动副误差和正交误差原理.针对展成法球面磨削系统的结构与加工方式的独特性,提出了虚拟磨削点,建立了球面磨削系统的空间误差模型,并通过激光干涉仪进行了几何误差的测量.利用软补偿方法进行实验验证的结果表明,经过几何误差补偿后的球面加工精度有显著改善. 展开更多
关键词 展成法 几何误差补偿 虚拟磨削点 球面磨削
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投影栅相位法轮廓测量的非线性误差分析
9
作者 苏兰海 余乐文 +1 位作者 马祥华 夏君生 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期102-105,共4页
分析了投影栅相位法三维轮廓测量系统的非线性误差。建立了几何光学模型,从理论上推导出被测点的相对高度与像点坐标的关系,研究了系统结构参数改变引起的高度误差的变化。详细阐述了像点坐标误差和系统非线性误差对系统精度的影响,并... 分析了投影栅相位法三维轮廓测量系统的非线性误差。建立了几何光学模型,从理论上推导出被测点的相对高度与像点坐标的关系,研究了系统结构参数改变引起的高度误差的变化。详细阐述了像点坐标误差和系统非线性误差对系统精度的影响,并给出了高度误差补偿方法。据此提出修正的非线性高度拟合公式,实验结果证明新拟合公式的优越性。 展开更多
关键词 几何光学 轮廓测量 非线性 误差补偿
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铣削加工力-位误差的综合建模与补偿 被引量:5
10
作者 侯洪福 葛广言 +1 位作者 杜正春 杨建国 《机械设计与研究》 CSCD 北大核心 2018年第6期109-114,共6页
基于铣削加工特点,建立铣削加工过程中的力-位综合误差模型,并基于原点偏移法建立了力-位综合误差在线补偿系统。根据铣削过程中的剪切和犁切机制,建立刀具微元切削力模型,通过积分得到切削力模型。依据变形理论,提出刀具及工件的切削... 基于铣削加工特点,建立铣削加工过程中的力-位综合误差模型,并基于原点偏移法建立了力-位综合误差在线补偿系统。根据铣削过程中的剪切和犁切机制,建立刀具微元切削力模型,通过积分得到切削力模型。依据变形理论,提出刀具及工件的切削力所致误差模型,并结合机床几何误差模型,利用齐次坐标变换,建立力-位综合误差模型。基于Fanuc数控系统的原点偏置功能开发误差在线补偿系统,实现力-位综合误差的在线补偿。利用立式加工中心对工件进行铣削加工实验,并对无误差补偿、仅补偿机床几何误差、仅补偿切削力所致变形误差、补偿力-位综合误差四种加工方式的加工精度进行对比,结果表明,力-位综合误差补偿的加工精度大大优于各单项误差补偿及无补偿的加工精度。 展开更多
关键词 铣削加工 力变形 力-位误差模型 误差在线补偿
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数控机床误差补偿技术及应用——几何误差补偿技术 被引量:23
11
作者 章青 王国锋 +2 位作者 刘又午 赵宏林 盛伯浩 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1999年第1期30-31,34,共3页
利用多体系统运动学理论,通过分析低序体阵列、变换矩阵和运动方程,在相邻体之间引入位置误差和位移误差,建立了机床空间定位误差通用计算模型。基于激光测量提出机床的21项几何误差参数辨识模型。在XH715加工中心上,对机床... 利用多体系统运动学理论,通过分析低序体阵列、变换矩阵和运动方程,在相邻体之间引入位置误差和位移误差,建立了机床空间定位误差通用计算模型。基于激光测量提出机床的21项几何误差参数辨识模型。在XH715加工中心上,对机床的空间几何误差进行理论计算,并进行补偿前后的对比实验,结果表明机床空间定位误差减小50%以上,同时也表明利用误差补偿技术提高机床加工精度是有效的。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 多体系统 误差补偿
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数控机床实时误差补偿技术及其应用 被引量:16
12
作者 杨建国 薛秉源 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期28-33,共6页
以某厂一台数控双主轴车床为研究对象,根据齐次坐标转换原理,给出了该机床的几何误差和热误差的综合数学模型.对于不同的热误差因子,给出了不同的热误差数学模型,通过计算机分析合成误差曲线的斜率,分离了热误差和几何误差.补偿... 以某厂一台数控双主轴车床为研究对象,根据齐次坐标转换原理,给出了该机床的几何误差和热误差的综合数学模型.对于不同的热误差因子,给出了不同的热误差数学模型,通过计算机分析合成误差曲线的斜率,分离了热误差和几何误差.补偿系统主要由微机结合机床控制器构成.由机床的温度信号和工作台运动位置信号结合综合误差数学模型,通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.补偿试验表明,工件之间的尺寸变化可从原来的60μm以上降到14μm;工件的锥度变化从50μm/cm以上降到15μm/cm,大幅度提高了机床的加工精度,满足了工厂的实际生产需要. 展开更多
关键词 数控机床 数学模型 几何误差 热误差 实时补偿
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符合阿贝原则的数控机床几何误差建模 被引量:23
13
作者 赵壮 娄志峰 +4 位作者 张忠宁 王晓东 范光照 陈国华 向华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期885-897,共13页
为提高现有数控机床空间误差分析方法的准确度,本文基于阿贝原则对齐次转换矩阵(HTM)几何误差补偿模型进行优化。首先,推导出XYFZ型三轴机床适用的HTM几何误差补偿模型并给出模型正确使用的前提条件;然后,基于阿贝原则分析了三轴机床的... 为提高现有数控机床空间误差分析方法的准确度,本文基于阿贝原则对齐次转换矩阵(HTM)几何误差补偿模型进行优化。首先,推导出XYFZ型三轴机床适用的HTM几何误差补偿模型并给出模型正确使用的前提条件;然后,基于阿贝原则分析了三轴机床的空间误差传递机理,指出阿贝误差对机床定位精度的影响,给出理论计算公式并在机床运动轴上进行实验验证;最后,基于阿贝原则和布莱恩原则对现有的HTM几何误差补偿模型进行优化,采用该模型拟合体对角线空间误差,并与实测机床体对角线误差进行对比验证。现有HTM几何补偿模型可将机床空间误差由41.15μm补偿至16.37μm,补偿率为60.22%;优化后的补偿模型可将机床空间误差补偿至5.32μm,补偿率为87.07%,提高了26.85%。实验结果表明,优化后的补偿模型更加合理,进一步改善了空间误差的补偿精度。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 补偿模型 阿贝原则
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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
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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数控机床几何误差正弦低次多项式参数化建模与应用研究 被引量:17
15
作者 郭世杰 武建新 +1 位作者 乔冠 唐术锋 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期136-146,共11页
为实现数控机床几何误差项的精准建模,提出了基于遗传算法-量子粒子群算法(GA-QPSO)的正弦低次多项式(SLP)参数化建模方法。基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立机床几何误差空间模型。以SLP预测值与实测值构建适应度函数,将牛顿... 为实现数控机床几何误差项的精准建模,提出了基于遗传算法-量子粒子群算法(GA-QPSO)的正弦低次多项式(SLP)参数化建模方法。基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立机床几何误差空间模型。以SLP预测值与实测值构建适应度函数,将牛顿迭代法作为遗传算子并通过GA变异操作进行粒子群速度变异,利用GA交叉算子实现量子粒子群与个体极值及全局极值的交叉操作,通过QPSO算法进行混合优化前期局部的快速收敛并实现SLP拟合。通过拟合优度检验量化了几何误差项SLP参数化模型的预测性能。实例验证结果表明,基于GA-QPSO混合算法的SLP拟合可精准预测几何误差项的数值,误差补偿后圆轨迹误差指标平均降低了61.2%,更适合作为机床几何误差项的预测和补偿模型。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 参数化建模 正弦低次多项式 误差补偿
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数控机床几何误差建模及误差补偿的研究 被引量:9
16
作者 王小平 姚英学 荆怀靖 《机械工程师》 2005年第9期14-16,共3页
基于多体系统运动学理论,建立了一种通用的数控机床几何误差模型,该模型易于实现计算机自动编程,能够广泛的应用于各种不同类型的数控机床上。给出了实现误差补偿的算法和程序流程图,特别针对直线与圆弧的分段处理进行了研究,给出了分... 基于多体系统运动学理论,建立了一种通用的数控机床几何误差模型,该模型易于实现计算机自动编程,能够广泛的应用于各种不同类型的数控机床上。给出了实现误差补偿的算法和程序流程图,特别针对直线与圆弧的分段处理进行了研究,给出了分段方法及坐标求取方法。最后,以一台三轴立式加工中心为例,对其21项几何误差进行了辨识,通过实验验证了误差补偿的效果。 展开更多
关键词 几何误差 误差模型 误差补偿
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基于步距规的坐标测量机的误差补偿方法 被引量:16
17
作者 位恒政 王为农 +1 位作者 裴丽梅 郑庆国 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期2374-2380,共7页
数值误差补偿是提高三坐标测量机测量精度的经济而有效的手段。利用步距规在测量空间的不同位置与几何误差的数学关系,提出一种基于步距规的三坐标测量机的误差分析方法,得出三坐标测量机的定位误差、角摆误差、垂直度误差和直线度误差... 数值误差补偿是提高三坐标测量机测量精度的经济而有效的手段。利用步距规在测量空间的不同位置与几何误差的数学关系,提出一种基于步距规的三坐标测量机的误差分析方法,得出三坐标测量机的定位误差、角摆误差、垂直度误差和直线度误差,并在三坐标测量机上进行了误差补偿实验,验证了该方法的有效性。该方法对机床导轨的几何误差分析也同样适用。 展开更多
关键词 步距规 几何误差 误差补偿 三坐标测量机
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基于球杆仪的数控机床误差识别与补偿 被引量:11
18
作者 胡西平 张虎 +1 位作者 陈吉红 冯国元 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2001年第12期10-13,共4页
论述了数控机床几何误差的球杆仪识别及软件补偿技术。提出了从Renishaw球杆仪测量数控机床的联动误差数据中识别反向间隙、直线度、垂直度、定位误差的一种方法 ;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数... 论述了数控机床几何误差的球杆仪识别及软件补偿技术。提出了从Renishaw球杆仪测量数控机床的联动误差数据中识别反向间隙、直线度、垂直度、定位误差的一种方法 ;建立了机床结构的每个误差元和切削刀具相对工件位置误差相联系的通用数学模型 ;用球杆仪在数控机床上进行补偿前后加工轨迹的测量实验表明该方法效率高。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 球杆仪 误差模型 误差补偿 误差识别
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数控机床几何误差及其补偿方法研究 被引量:9
19
作者 柯明利 梁永回 刘焕牢 《装备制造技术》 2007年第3期8-10,共3页
对数控机床几何误差产生的原因作了比较详细的分析,将系统误差的补偿方法进行了归纳,并在此基础上阐述了各类误差补偿方法的应用场合,为进一步实现机床精度的软升级打下基础。
关键词 数控机床 几何误差 误差补偿
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基于西门子840D数控系统的龙门五轴数控机床几何误差补偿软件开发 被引量:11
20
作者 周显峰 李杰 +1 位作者 刘辛军 陈俊宇 《制造技术与机床》 北大核心 2018年第5期164-171,共8页
基于西门子840D数控系统垂度误差补偿功能,开发一种龙门五轴数控机床几何误差补偿软件。该软件通过导入给定检测策略下激光干涉仪与R-test的检测数据以及辅助工装的几何参数建立辨识方程组,通过十三线辨识方法实现平动轴几何误差辨识,... 基于西门子840D数控系统垂度误差补偿功能,开发一种龙门五轴数控机床几何误差补偿软件。该软件通过导入给定检测策略下激光干涉仪与R-test的检测数据以及辅助工装的几何参数建立辨识方程组,通过十三线辨识方法实现平动轴几何误差辨识,通过偏置球心R-test方法实现转动轴几何误差辨识,以西门子840D数控系统垂度误差补偿文件为模板,输出可被数控系统自动识别的误差补偿文件,最后通过装载补偿文件实现机床几何误差的自动补偿。该软件内部集成几何误差检测策略,将辨识算法和补偿技术进行自动化封装,避免了误差辨识和补偿过程的繁琐性,有效提升了几何误差补偿效率。 展开更多
关键词 五轴数控机床 几何误差辨识 十三线法 R-test 误差补偿
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