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多轴数控机床的通用运动学综合空间误差模型 被引量：32
1
作者 粟时平 李圣怡 王贵林 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期45-50,共6页
提出了一种适用任意结构多轴数控机床的新通用运动学综合空间误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形以及其它因素引起的初始位置误差与运动误差 ,反应了机床误差的实际变化规律 ,对机床工作区... 提出了一种适用任意结构多轴数控机床的新通用运动学综合空间误差模型。该模型包含了由于制造、安装、运动控制不精确和刀具、床身、工件热变形以及其它因素引起的初始位置误差与运动误差 ,反应了机床误差的实际变化规律 ,对机床工作区误差适时全补偿特别有效。为了发展该新型误差模型 ,运用了多体系统运动学理论和齐次变换矩阵。最后 ,利用所述建模理论和方法 ,给出了 3轴立式数控机床的空间误差模型表达式 ,并分析了其 展开更多
关键词 多轴数控机床 综合空间误差模型 几何误差 热变形误差 运动学 坐标变换 建模 误差分析
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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
2
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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线要素化简算法几何精度评估 被引量：35
3
作者 武芳 朱鲲鹏 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期600-603,共4页
在分析化简算法对线要素精度影响主要分为几何精度和属性精度两方面的基础上,针对算法化简过程中曲线在几何特征和点的位置发生变化的特点,对线化简算法的几何精度实施评估,并提出了线的曲折度、位置误差等几何精度评估指标,选择了几种... 在分析化简算法对线要素精度影响主要分为几何精度和属性精度两方面的基础上,针对算法化简过程中曲线在几何特征和点的位置发生变化的特点,对线化简算法的几何精度实施评估,并提出了线的曲折度、位置误差等几何精度评估指标,选择了几种典型的化简算法进行了评估实验,得出了较客观的结论。 展开更多
关键词 线化简 几何精度 位置误差 缓冲区限差 评估
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板料成形过程中合理毛坯形状的确定 被引量：21
4
作者 罗亚军 张永清 +1 位作者 何丹农 王静怡 《塑性工程学报》 EI CAS CSCD 2001年第3期63-66,共4页
为了提高产品质量和降低生产成本 ,需要合理确定成形件的毛坯形状。在介绍目前几种确定合理毛坯形状方法的基础上 ,提出用形状误差来优化由几何映射法获得的初始毛坯 ,进而确定合理的毛坯形状。以方盒件为例进行了数值模拟和物理模拟 ,... 为了提高产品质量和降低生产成本 ,需要合理确定成形件的毛坯形状。在介绍目前几种确定合理毛坯形状方法的基础上 ,提出用形状误差来优化由几何映射法获得的初始毛坯 ,进而确定合理的毛坯形状。以方盒件为例进行了数值模拟和物理模拟 ,结果表明 ,该方法确定的毛坯成形时避免了成形缺陷 ,而且修边余量小 ,既提高了质量又降低了成本 。 展开更多
关键词 板料成形 毛坯 几何映射法 形状误差 产品质量 滑移线法
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数控机床几何精度溯源方法研究 被引量：28
5
作者 田文杰 牛文铁 +1 位作者 常文芬 张大卫 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期128-135,共8页
几何精度是数控机床的重要性能指标,基于激光测量原理的'九线法'是几何误差溯源最常用的手段。系统分析'九线法'在应用中存在的三类问题,并对其做出改进,建立新型几何误差辨识模型,该模型可有效提高误差辨识结果的稳定... 几何精度是数控机床的重要性能指标,基于激光测量原理的'九线法'是几何误差溯源最常用的手段。系统分析'九线法'在应用中存在的三类问题,并对其做出改进,建立新型几何误差辨识模型,该模型可有效提高误差辨识结果的稳定性,且该模型可实现运动副制造安装误差的溯源,以指导机床装配与精度设计。同时,针对传统九线法滚转角误差辨识中存在原理性偏差的问题,提出一种试验修正方法,以提高滚转角误差的辨识精度。计算机仿真和试验结果表明,所述理论与方法可以更加有效地实现数控机床几何误差的溯源。 展开更多
关键词 数控机床 几何误差 九线法 误差辨识
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五轴数控机床旋转轴几何误差辨识新方法 被引量：23
6
作者 付国强 傅建中 沈洪垚 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期848-857,共10页
为了系统、快速方便地测量五轴数控机床2个旋转轴所有的几何误差项,提出一种基于球杆仪测量的六圈法几何误差辨识方法.基于五轴数控机床几何误差模型分析旋转轴几何误差项对机床综合几何误差的影响,与平动轴9线法辨识原理比较,并结合球... 为了系统、快速方便地测量五轴数控机床2个旋转轴所有的几何误差项,提出一种基于球杆仪测量的六圈法几何误差辨识方法.基于五轴数控机床几何误差模型分析旋转轴几何误差项对机床综合几何误差的影响,与平动轴9线法辨识原理比较,并结合球杆仪测量的特点,建立六圈法辨识方法.该方法根据旋转轴各个几何误差项的性质可辨识得到每个旋转轴包括垂直度误差和安装误差的全部10项几何误差.为了提高六圈法辨识精度,分析球杆仪安装误差对测量数据的影响,并用最小二乘法得到球杆仪安装误差,从测量数据中剔除安装误差的影响,仿真结果验证了消除安装误差方法的正确性.采用六圈法测量辨识机床旋转轴误差,并比较补偿旋转轴误差前后的测量数据,补偿后误差降低了50%到80%,实验结果表明,六圈法辨识精度高,系统性好,可以测量不同的旋转轴. 展开更多
关键词 六圈法 球杆仪 旋转轴 几何误差 安装误差
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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
7
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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数控机床几何误差相关性分析方法研究 被引量：20
8
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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数控机床几何与热误差测量和建模研究新进展 被引量：18
9
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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激光跟踪仪转镜倾斜误差的标定及修正 被引量：18
10
作者 张滋黎 朱涵 周维虎 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1205-1212,共8页
为了提高激光跟踪仪的测量精度,分析了跟踪仪的几何结构误差,重点研究了其转镜倾斜误差的标定和修正方法。利用矢量分析和坐标转换相结合的方法建立了跟踪仪转镜倾斜误差模型,推导出了跟踪仪几何空间坐标修正公式,并基于自准直仪、多面... 为了提高激光跟踪仪的测量精度,分析了跟踪仪的几何结构误差,重点研究了其转镜倾斜误差的标定和修正方法。利用矢量分析和坐标转换相结合的方法建立了跟踪仪转镜倾斜误差模型,推导出了跟踪仪几何空间坐标修正公式,并基于自准直仪、多面棱体和可调反射镜建立了高精度误差标定装置。利用标定装置分析了误差标定方法,通过系统仿真研究了转镜倾斜误差对系统测角误差及最终坐标测量误差的影响。利用误差标定实验检测出的系统转镜倾斜误差约为4″,将其带入坐标修正公式,并与修正前的坐标进行了比对分析。对比结果显示,经误差修正后系统空间坐标测量误差可减小约2×10-6,验证了转镜倾斜误差标定和误差修正方法的有效性,表明利用该方法可在不改变系统硬件结构的基础上提高测量系统的测量精度。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 几何结构误差 转镜倾斜误差 误差修正 最小二乘法
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悬臂式坐标测量机误差分离与补偿的研究 被引量：16
11
作者 王晨晨 费业泰 尚平 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2012年第5期413-418,共6页
对一台自主设计的,专用于连铸结晶器测量的悬臂式坐标测量机进行研究,分析了影响其精度的主要误差源。用齐次坐标变换矩阵建立测量机的几何误差修正模型,并附加了非刚性误差补偿项。使用激光干涉仪和激光跟踪仪将误差模型中的各项误差... 对一台自主设计的,专用于连铸结晶器测量的悬臂式坐标测量机进行研究,分析了影响其精度的主要误差源。用齐次坐标变换矩阵建立测量机的几何误差修正模型,并附加了非刚性误差补偿项。使用激光干涉仪和激光跟踪仪将误差模型中的各项误差给予逐项的分离,经计算后代入误差模型进行补偿。实测结果表明,当测量机沿体对角线运动时,其最大位移误差从补偿前的600μm降低到50μm,因此该补偿方法是有效可行的。 展开更多
关键词 悬臂式坐标测量机 几何误差 误差模型 误差分离 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
12
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
13
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
14
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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零件加工误差与机床几何误差映射关系建模 被引量：16
15
作者 栗世豪 张俊 +2 位作者 唐宇阳 尹佳 赵万华 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期50-59,共10页
针对机床几何误差与零件误差映射关系建模方法并未考虑刀具在加工过程中各个点位的位置偏差与姿态偏差的问题,以三轴机床为研究对象,首先利用多体系统运动学理论,建立机床刀尖点误差与刀轴矢量误差模型。然后利用单基站激光跟踪仪多次... 针对机床几何误差与零件误差映射关系建模方法并未考虑刀具在加工过程中各个点位的位置偏差与姿态偏差的问题,以三轴机床为研究对象,首先利用多体系统运动学理论,建立机床刀尖点误差与刀轴矢量误差模型。然后利用单基站激光跟踪仪多次测量的方法,结合误差分离算法,辨识得到了机床的21项几何误差项,并对18项与位置有关的误差项进行拟合,构建了完整的典型三轴机床工作空间误差场。最后以凸台宽度、平面度、孔轴线位置度等典型特征,结合加工轨迹,建立起机床几何误差与尺寸误差、形状误差和位置误差的映射关系,并进行了相应的实验验证。实验结果表明:凸台宽度误差与机床刀尖点在该处的几何误差有关,11个点位的凸台宽度误差测量值与计算值相差在5μm以内;“之”字型铣削平面度误差分析要先进行刀具轨迹离散化,然后将刀具圆周离散化,计算刀具圆周含有误差的点,通过点位筛选原则,选择真正属于加工表面的点,对这些点利用最小二乘法计算平面度,平面度误差计算值与测量值相差2μm以内;孔轴线位置度误差分析要考虑钻孔过程中不同位置处刀尖点误差与刀轴姿态误差,以二者为基础构建孔轴线方程,通过代入检测平面的高度以获取相应高度处圆心偏差,孔轴线位置度误差计算值与测量值相差5μm以内。 展开更多
关键词 几何误差 加工误差 多体系统
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变截面Timoshenko梁的单元刚度矩阵 被引量：16
16
作者 传光红 陈以一 童根树 《计算力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期265-272,共8页
变截面构件在工程中应用广泛,在对变截面梁进行数值计算时,需要建立变截面梁单元的刚度矩阵。该文采用势能驻值原理,考虑了轴力引起的几何非线性和剪切变形的影响,将梁截面刚度的变化率作为小量,得到了近似到二阶的单元刚度矩阵。在构... 变截面构件在工程中应用广泛,在对变截面梁进行数值计算时,需要建立变截面梁单元的刚度矩阵。该文采用势能驻值原理,考虑了轴力引起的几何非线性和剪切变形的影响,将梁截面刚度的变化率作为小量,得到了近似到二阶的单元刚度矩阵。在构造位移模式时,从梁的微分平衡方程出发,得到同样近似到二阶、分别以三次和五次多项式表示的剪切和弯曲位移模式。该文还证明了单元刚度矩阵的奇异性,给出了轴压刚度的表达式,定量论证了与某些精确解的误差,表明在一定范围内,该文的结果具有足够的精度。最后以一个计算实例说明该文的单元刚度矩阵具有较快的收敛性。 展开更多
关键词 变截面梁单元 刚度矩阵 势能驻值原理 几何非线性 误差
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五轴数控机床精度建模与预测研究 被引量：16
17
作者 黄克 关立文 王立平 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2015年第2期78-81,共4页
零部件几何误差导致的机床空间误差是影响数控机床加工精度的主要原因,为了明确机床运行过程中各单元几何误差对加工精度的影响程度及规律,从而经济合理地分配机床零部件的几何精度,基于多体系统理论建立了五轴数控机床的精度预测模型... 零部件几何误差导致的机床空间误差是影响数控机床加工精度的主要原因,为了明确机床运行过程中各单元几何误差对加工精度的影响程度及规律,从而经济合理地分配机床零部件的几何精度,基于多体系统理论建立了五轴数控机床的精度预测模型。利用精度模型进行了加工精度预测的单因素对比实验分析,选取NAS979圆锥台试件圆度误差作为分析对象,改变机床的部分几何误差参数值,得到参数改变对NAS979圆锥台试件圆度误差产生的影响及特点,即各零部件几何误差对加工精度的影响分布规律,为机床设计方案的改进及精度分配提供了理论参考。 展开更多
关键词 五轴数控机床 几何误差 精度建模 精度预测
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圆柱滚子轴承零件几何误差对载荷分布的影响 被引量：15
18
作者 王宝坤 毛范海 +1 位作者 孙守林 王德伦 《轴承》 北大核心 2014年第2期30-35,共6页
轴承零件几何误差主要包括滚子直径尺寸误差和套圈滚道几何形状误差,套圈滚道几何形状误差用Fourier级数表示。在滚子与滚道的接触作用等效为非线性弹簧的基础上建立力学模型,各个滚子的接触载荷用Newton-Raphson法进行求解。分析结果表... 轴承零件几何误差主要包括滚子直径尺寸误差和套圈滚道几何形状误差,套圈滚道几何形状误差用Fourier级数表示。在滚子与滚道的接触作用等效为非线性弹簧的基础上建立力学模型,各个滚子的接触载荷用Newton-Raphson法进行求解。分析结果表明,当滚道存在误差时,载荷分布的变化与滚道的形状及误差值有关;当单一滚子存在误差时,滚子最大接触载荷变化率约为481.6 N/μm;当多个滚子存在误差时,承载滚子的数目将发生改变,若滚子从中间向两侧减小,承载滚子数将减少,反之增加。 展开更多
关键词 圆柱滚子轴承 静力学模型 几何误差 载荷分布 FOURIER级数
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基于鞍点规划法的形位误差计算机评定 被引量：14
19
作者 粟时平 李圣怡 王贵林 《计量学报》 CSCD 北大核心 2003年第1期26-28,共3页
建立起了形位误差评定的统一鞍点规划模型 ,给出了“最小条件”判据 ,提出了直接求解鞍点规划模型的遗传算法。最后以空间直线度误差为例 ,进行了误差评定。
关键词 计量学 形位误差 鞍点规划 最小条件 遗传算法
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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
20
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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