齿轮误差的频谱表示

本文是继《应用轴系扭振测量齿轮的啮合精度》之后的又一篇论述齿轮运动误差的研究报告。作者采用测量齿轮运动误差频谱的方法,将偏心与安装倾斜产生的误差作为低次误差分量,将由压力角误差产生的误差分量作为高次分量,分别加以测量,并进行了研究,得出了相应的结论。     

多轴数控机床几何误差的软件补偿技术

论述了在“华中Ｉ型”数控系统中开发的数控机床几何误差的软件补偿技术。分析了各轴的误差元通过运动链传播的建摸问题和其对切削刀具在机床工作空间中的姿态误差的影响;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;采用激光干涉仪直接测量的方法来获取误差模型中各个误差元参数,提出了一种测量机床运动部件滚摆角的新方法;测量点的误差参数被存储在计算机内,在测量点之间采用线性插值来获得补偿点的误差参数。数控系统每８ｍｓ中断一次,读取与补偿点相关的位移和转动误差参数以及刀具的参数,利用误差模型计算刀具相对工件的误差在各个运动轴上的误差分量,该误差分量被数控系统叠加到各运动轴的指令位移上,使各个运动轴产生附加的运动,从而实现数控机床几何误差的软件补偿。对比试验表明该补偿技术能使数控机床的几何误差减小７０％。     

平面轨迹机构的运动可靠性分析

单自由度轨迹机构具有单输入多分量输出的特性。传统机构运动可靠性理论对各输出分量误差独立建模以建立机构运动的可靠性分析模型,该分析模型不能反映机构运动的整体失效情况。为此,提出了一种基于圆形区域的误差模型和可靠性分析模型,并采用1阶可靠性算法对可靠性分析模型求解。为提高模型求解精度,提出采用遗传算法并结合序列二次规划的混合优化算法实现最大可能点的求解。数值实例验证了该方法的有效性。     

含运动副间隙平面轨迹机构的可靠性设计

针对平面轨迹机构,提出一种同时考虑尺寸公差和运动副间隙的机构可靠性设计方法。首先应用截尾降维方法处理机构运动误差函数中的运动副间隙变量,以此建立机构各输出分量的误差概率模型,并以各运动分量误差的联合概率密度函数求解机构运动的综合可靠度。在此基础上,建立以机构结构误差最小为目标和机构运动的综合可靠度为约束的机构可靠性设计模型。最后给出数值实例对所提方法的有效性进行验证。     

对用动画面法分离偏心误差的看法

本文就误差分离技术中动画面法分离偏心误差的一些问题作进一步探讨,对灵敏度和安装角的最佳推荐数值提出看法,特别是对用反向旋转矢量法和专门电路滤除“直流”分量的消偏法,从理论上和实践上论证了它都无法达到原来要想达到的既消偏又保留误差运动中一阶频率振动的目标。     

圆柱表面重构基准的曲线拟合提纯法

提出了一种新的重构基准提取方法一曲线拟合法,即采用分离出的回转误差运动中一阶谐波分量代替偏心误差运动。试验表明,该方法是可行的,有效地解决了圆柱度测量中重构基准难以确定的问题。     

精密机床直线运动误差在线检测中的数学模型与参数选择

一、引言机床直线运动误差对机加工性能的影响很大。因而寻求一种实时测量机床直线运动误差的方法,以便进行补偿加工,提高工件质量是非常必要和重要的。在此方面,近年来国内外已开展了一些工作,主要是采用三点法的测量原理及误差分离技术,但在数学模型的建立方面尚存在不足,参数选择亦未见有发表。本文仅就这两方面作一探讨。二、测量原理与数学模型当运动部件沿直线导轨运动时直线误差可分为互相垂直且又和运动方向垂直的二个分量,一般其中只有一个分量为误差敏感量。现以分析水平面内垂直于运动方向x轴的y方向误差为例,由于我们总是借助于工件或直尺进行测量,因此用三点法测量时A、B、C三个传感     

工业机器人直线误差的试验分析

机器人直线运动误差的大小直接影响工业机器人的运动特性，这种误差可分为系统性误差和随机性误差两部分。本文对机器人运动误差的组成进行分析，提出了工业机器人直线运动误差试验研究数学模型，并对ＰＵＭＡ５６２型机器人的随机性直线运动误差分量进行了实测，给出相关的分析结果。     

电子秤蠕变问题小议

在1992年修订的OIML R76—1国际建议“3.5.4误差分配”之3.5.4.1条有这样的叙述:“可用于分别检验的部件M_i的误差限,等于衡器整机最大允许误差乘以分量系数P_i,或者整机示值允差乘以系数P_i。 分量系数P_i应满足方程: P_1~2+P_2~2+P_3~2+…≤1” 3.5.4.2条是这样规定的,“分量系数P_i应由衡器部件生产厂选定,并应通过适当的测试予以验证。然而,当多于一个部件参予     

精密主轴回转精度的动态测试

本文应用曲线拟合法对测量信号进行拟合,识别并保留了一次误差运动,正确消除了测量球的偏心,从而得到包含一次误差运动在内完整的误差运动。并用LSC中心进行误差评定。编制了操作简便、容易掌握的实用软件。     

平面轨迹机构时变可靠性分析的联合概率方法

机构运动时变可靠度用以度量机构在指定运动区间上的满足运动要求的概率,该类可靠度反映了机构运动的总体效应,其实质为机构系统可靠度。现有针对函数生成机构提出的运动时变可靠性分析方法不适用于轨迹机构的可靠性分析。为此,提出一种基于联合概率的轨迹机构运动时变可靠性分析方法。对于轨迹型机构,在任一坐标分量上的运动误差超过允许误差就意味着机构运动失效,因此可认为平面轨迹机构包括两种失效模式。基于此,将平面轨迹机构的系统可靠性处理为由各失效模式组成的串联系统可靠性,同时每个坐标分量也处理为N个轨迹离散点构成的串联系统,进而采用多维正态分布函数实现轨迹机构的运动可靠度求解,最后给出两个平面轨迹机构验证方法的有效性。     

三轴转台系统姿态变化下指向误差建模与分析

为了研究三轴转台姿态变化时各误差分量对系统指向误差的影响,基于多体系统运动学理论,结合转台系统结构和运动特点,建立了从基座到负载设备的三轴转台系统多体拓扑结构,将负载设备安装角度误差分量引入特征矩阵,完善了三轴转台系统指向误差模型;基于所建立的模型,在转台实际姿态变化下,仿真获得了各误差分量对系统指向误差的影响规律,为三轴转台的设计装调、误差分配以及补偿提供了理论依据。     

回转一次直线误差对车削表面影响的精确分析

用数学方法,分析并验证了在车削加工中,当主轴回转轴线作一次简谐直线运动时,对应加工轮廓曲线的“最小区域中心”位置及其运动轨迹,得出了正确的圆度误差和偏心误差值;以及以上圆度误差值与误差运动方向无关的结论。     

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

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。     

[误差建模及精度保证方法]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

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。     

伺服转台回转角度误差的不确定度研究

回转角度误差是伺服转台的主要性能指标之一,对导航系统漂移误差的补偿起着决定性作用。本文利用试验数据及一系列处理方法实现了对双轴伺服转台回转角度误差的不确定度表征。根据试验数据的特点利用频谱分析方法对数据结构进行了研究,并对其中的常值误差和一次分量等成分的来源进行了分析处理;解决了二次分量不满足测量不确定度对数据平稳性要求的问题;针对测试方法提出了不确定度的数学模型,对其中已剔除的平面镜安装误差即数据中一次分量,根据实际情况在不确定度中重新计入了其影响。最后给出了回转角的测量不确定度。本文为类似的研究提供了一整套数据处理方法;伺服转台不确定度的计算为精确导航提供了可能。     

基于虚功原理的Stewart机构逆动力学模型修正

针对Stewart机构动力学模型传统推导中没有考虑分支角速度及角加速度轴向分量的问题,采用虚功原理对Stewart机构的动力学模型进行修正,加入轴向分量的影响,并与未考虑轴向分量时的模型进行了比较和误差分析。从仿真结果可以看出,当机构低速运动或者分支轴向惯量较小时,误差较小,可以近似忽略,这也是传统建模方法在大多数情况都能够适用的原因,但在机构高速运动以及分支轴向惯量较大时,应对传统模型进行修正以满足现今对机构运动高速性和定位精确性的更高要求。     

机床直行部件运动误差的在线测量

提出了采用精确时域两点法测量机床直行部件运动误差的新方法。该方法可以克服利用经典频域三点法测量直行部件运动误差时,由于误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真等边缘效应。另外,该方法既可以得到机床直行部件的运动误差,又可以得到在该机床上加工零件的直线度形状误差,这些测量信息都有助于诊断机床的误差源,以提高机床的加工精度。     

整周期采样信号的局部频谱细化

旋转机械振信号的检测广泛采用整周期采样技术，它可以避免现步分量及倍频分量的泄漏效应与栅栏效应，但对次同步分量会造成一定误差。本文提出了通过实际频率估计来减少误差的方法。该方法在ＦＦＴ谱基础上进行，运行速度快。     

测量与控制系统动态误差溯源熵方法

误差溯源方法主要是尽可能使“黑箱”系统得到“白化”。论文提出应用动态熵值方法对测控系统进行误差溯源,讨论了测量与控制系统的输入、干扰信号分别对输出信号熵值的贡献,并建立了求取多维测量与控制系统的动态熵方法不确定度分量表达式,力求建立比较简明通用的误差溯源数学模型,使静态误差和动态误差有统一的分析研究方法。