基于机床几何误差模型的数控加工形位误差预测

影响加工形位误差的因素众多,机床几何误差是其中最关键的因素。其影响零件的功能要求、配合性质和自由装配性,是评估机床加工精度的重要指标。本文通过构建机床几何误差和零件形位误差之间的映射关系对加工形位误差预测方法进行研究,建立了基于机床几何误差模型的三轴机床刀具位姿误差模型,并以刀具位姿误差为中间量建立了平面度误差和圆柱度误差预测模型。使用TH6920型镗铣床进行试验验证,与零件形位误差检测值对比,圆柱度预测误差为9.3%,平面度预测误差为4.8%,预测效果较好,验证了预测方法的有效性。     

符合最小条件的平面度误差的数据处理方法

符合最小条件的平面度误差的数据处理方法佳木斯工学院边文莉，刘景春哈尔滨华侨实业公司梁振毅一、问题的提出随着科学技术的发展，对零件的要求除尺寸精度外，对其形位公差以及表面粗糙度也越趋于严格。在形状误差中最常用、最典型的是平面度。平面度误差的测定方法有许...     

基于进化策略的平面度误差评定

本文针对平面度误差评定的特点,提出了将进化策略应用于平面度误差评定中的算法。该算法基于实数编码,采用（μ＋λ）选择策略和高斯变异算子,即父代种群参与竞争,算法简单、鲁棒性强、优化效率高;同时给出进化策略评定平面度误差时目标函数的计算方法。最后,通过不同评价方法对实测平板的平面度误差进行评定,结果证明该方法不仅能快速找到最小区域解,而且计算结果的稳定性好,易于在其他形状误差评定中推广使用。     

改进差分进化算法在大型工件平面度评定中的应用

生产线上检测大型复杂工件平面度误差时,存在检测面积较大、数据量较多的问题,为了提高检测效率及精度,采用优化算法提高其平面度误差评定速度。提出将差分进化(DE)算法应用在其平面度误差的评定中,并提出将粒子群(PSO)算法的优化方法融入差分进化算法的框架,改进变异操作以提高标准DE算法的收敛速度。介绍了大型工件平面度误差评定采用最小区域法的数学模型,阐述了改进的DE算法的原理和实现步骤,最后以叉车外壁板为例,通过对外壁板平面度误差的评定以验证算法的收敛速度与精度。结果表明,改进的DE算法在大型工件平面度误差评定中收敛结果稳定,误差接近于0;精度较遗传算法提高36.83%;收敛速度较遗传算法提高58.33%,较标准的DE算法提高28.57%。可以很好地应用在大型工件平面度误差检测中,提高检测效率。     

并联构型装备几何参数可辨识性研究

以6自由度并联构型装备为例,研究了基于误差子集检测信息的几何参数辨识问题.在数学上严格证明造成误差雅可比矩阵奇异的原因,并提出了一种基于最小误差子集检测信息的运动学标定方法.该方法仅需检测末端历经所有可能自由度时关于某一平面的平面度误差、在平动时关于该平面内任意直线的直线度误差以及在初始位形下的姿态误差便可辨识出系统的全部几何参数,具有经济、高效且适用于少自由度系统的特点.     

基于最小区域法的平面度误差评定及其软件设计

利用粒子群算法实现了平面度误差的最小区域评定,并采用LabVIEW和MATLAB混合编程技术,联合开发了平面度误差评定软件,实现了LabVIEW可视化界面与MATLAB优化计算的有效结合,对形位误差评定软件的设计实现具有指导意义。     

逆向工程技术在零件尺寸和位置度误差测量中的应用

提出了一种运用逆向工程技术测量零件尺寸和位置度误差的原则和方法。在对零件的三维点云数据进行预处理和边界(点)提取之后,提出了零件尺寸误差测量中的直线与直线、直线与平面、平面与平面之间距离误差的测量和评价原则,阐述了位置度误差测量中基准面的最小二乘法拟合以及关于位置度误差的测量和评价方法。最后通过实例验证了该误差测量原则和方法的有效性。     

对称度定位误差的计算

机床夹具定位误差ΔＤ 等于基准不重合误差ΔＢ 和基准位移误差Δｙ 之和 ,即ΔＤ ＝ΔＢ Δｙ。但对称度定位误差的计算比较复杂 ,它与对称度基准要素和被测要素的种类以及公差带的形状有关。上述为简单原理的误差叠加 ,如不作具体分析而直接用来求对称度定位误差 ,极易导致错误 ,常造成夹具制造公差制订偏严而增加了工装制造难度。本文根据对称度标准和定位误差的分析原理 ,探讨对称度定位误差的计算。１面、线对面的对称度定位误差对称度的基准要素为平面 ,被测要素为平面或直线 ,如图１和图２所示。按形位公差标准的定义 ,这类对称度的…     

并联机床不同位形下的运动精度评价指标

以6自由度6TPS型并联机床为模型,推导出机构输入和输出的误差传递方程,分析了单个支链和整个系统的误差传递情况。利用雅可比矩阵的奇异值分解,得到影响位形精度的三个误差敏感性指标,即误差综合敏感度、误差绝对敏感度和误差方向敏感度。定义了综合误差系数和综合误差度,并以此作为评价不同位形运动精度的指标。最后,利用一台实际的并联机床,对不同加工轨迹的运动精度进行了评价,确定最优的加工轨迹。     

评定平面度误差的几何搜索逼近算法

为了快速准确地评定机械零件的平面度误差,提出了基于几何搜索逼近的平面度误差最小区域评定算法.阐述了利用几何优化搜索算法求解平面度误差的过程和步骤,给出了数学计算公式.首先选择被测平面的3个边缘点为参考点构造辅助点、参考平面和辅助平面,然后以参考平面和辅助平面为假定理想平面,计算测量点至这些理想平面的距离极差;通过比较判断及改变参考点,构造新的辅助点、参考平面和辅助平面,最终实现平面度误差的最小区域评定.用提出的方法对一组测量数据进行了处理.结果表明,在终止搜索的条件为0.000 01 mm时,几何搜索逼近评定算法的结果分别比凸包法、计算几何法、最小二乘法、遗传算法和进化策略计算的结果减小了17.1、7.3、18.03、6.13和0.3μm.得到的数据显示该算法不仅能准确地得到最小区域解,而且计算结果有良好的稳定性,适合在平面度误差测量仪器和三坐标测量机上使用.     

柴油机连杆加工误差综合检测装置设计

介绍了一种柴油机连杆加工误差综合检测装置,它能对不同型号的连杆的尺寸、形状和位置精度进行高精度的自动检测.介绍了检测装置的结构,检测原理和检测方法,建立了评定各项误差的数学模型.由计算机程序软件按选定的误差评定方法对实时采集的数据进行分析处理,实现了连杆的中心距、平行度、垂直度、圆柱度误差的计算机辅助智能检测.     

一种内燃机车连杆尺寸、形位误差的智能检测系统

介绍一种内燃机车连杆尺寸、形位误差智能检测系统的构成、检测方法和原理。     

虚拟式数控机床在线测量仪系统及其实现

将虚拟仪器技术引入数控机床在线测量仪,通过三维测头与工件的接触或碰撞,机床数控系统向虚拟仪器系统返回测量结果.结合测头与工件的具体几何位置关系进行补偿和形位误差计算处理,得到加工工件的质量评价参数及可视化展现.介绍了虚拟式数控机床在线测量的功能及其功能实现,重点分析了测量软件的实现以及减小测量误差的方法和措施.     

Precision modeling of form errors for cylindricity evaluation using genetic algorithms

A heuristic approach is proposed in this paper to model form errors for cylindricity evaluation using genetic algorithms (GAs). The proposed GAs method shows good flexibility and excellent performance in evaluating the engineering surfaces via measurement data involved with randomness and uncertainty. The numerical-oriented genetic operator is used as a basic representation for error modeling in the paper. The theoretical basis for the proposed Gas-based cylindricity evaluation algorithms is first presented. The performance of the method under various combinations of parameters and the precision improvement on the evaluation of cylindricity are carefully analyzed. One numerical example is presented to illustrate the effectiveness of the proposed method and to compare the Gas-based modeling results with those obtained by the least-squares method. Numerical results indicate that the proposed GAs method does provide better accuracy on cylindricity evaluation. The method can also be extended for solving difficult form error minimization and profile evaluation problems of various geometric parts in engineering metrology.     

国内外形位误差研究进展

分别从形位误差的分布规律、评定方法、测量及采样方案等方面对国内外形位误差研究现状进行了综合评述,并提出了今后的一些研究方向及内容。     

Least squares evaluations for form and profile errors of ellipse using coordinate data

To improve the measurement and evaluation of form error of an elliptic section, an evaluation method based on least squares fitting is investigated to analyze the form and profile errors of an ellipse using coordinate data. Two error indicators for defining ellipticity are discussed, namely the form error and the profile error, and the difference between both is considered as the main parameter for evaluating machining quality of surface and profile. Because the form error and the profile error rely on different evaluation benchmarks, the major axis and the foci rather than the centre of an ellipse are used as the evaluation benchmarks and can accurately evaluate a tolerance range with the separated form error and profile error of workpiece. Additionally, an evaluation program based on the LS model is developed to extract the form error and the profile error of the elliptic section, which is well suited for separating the two errors by a standard program. Finally, the evaluation method about the form and profile errors of the ellipse is applied to the measurement of skirt line of the piston, and results indicate the effectiveness of the evaluation. This approach provides the new evaluation indicators for the measurement of form and profile errors of ellipse, which is found to have better accuracy and can thus be used to solve the difficult of the measurement and evaluation of the piston in industrial production.     

Intelligent control of precision thread grinding

This paper presents an intelligent control method for obtaining a leadscrew of higher lead accuracy in thread grinding. Leadscrews are important for machine tools or length measuring machines. With the development of CNC machine tools, leadscrews are required to have high-level precision. This paper describes an improved control method for closed-loop compensation in the thread grinding and analyses of instantaneous drive chain errors. To reduce such errors, a newly designed intelligent control system is constructed. As a result, a leadscrew with high pitch accuracy can be obtained.     

卫星拒止环境下基于因子图的智能车可靠定位方法

针对如室内停车场、隧道等卫星拒止环境下智能车的准确可靠定位需求,提出了一种基于因子图的低成本融合定位方 法。 首先,构建基于因子图的 UWB/ INS 动态融合定位框架;接着,充分利用 UWB 基站的静止特性,结合因子图输出的位置及 位置置信区间计算智能车与基站之间的最大理论距离,并与 UWB 实测距离比较从而检测非视距信号;最后,制定自适应融合 规则来指导不同情况下 UWB/ INS 的融合,输出最终的定位结果,实现卫星拒止环境下智能车的可靠定位。 实车试验表明,所提 出的融合定位方法可达到 0. 622 m 的精度,相较传统的最小二乘定位方法提升 1 倍以上,有效抑制了非视距误差的影响,具有 成本低、可靠性高、环境适应力强等优点,克服了传统方法的不足。     

Machine intelligence arbitration for geometrical form errors and geometrical adaptive control strategy

Evaluation of form errors is specified by the ISO in terms of the minimum-zone concept. A method is proposed for numerically determining the form errors based on the minimum-zone evaluation, and a general criterion is given for arbitrating the form errors. A general procedure for “machine-intelligent” arbitration is developed for geometrical form errors. A geometrical adaptive control strategy is presented on the basis of machine-intelligent arbitration. The use of the control strategy provides a convenient structure for the control system and produces an optimal control procedure for the cutting and grinding processes.     

基于蒙特卡罗法与GUM法的直线度测量不确定度评定

由于形位误差测量的复杂性和测量结果评定的多样性,导致在实际测量结果中形位误差的不确定度评定成了难题。通过GUM法和蒙特卡罗法对直线度的测量不确定度进行评定。首先,根据最小二乘法得到直线度的误差模型;然后采用GUM方法对测量结果进行不确定度评定,采用蒙特卡罗仿真方法对测量值进行模拟仿真,从而得到直线度误差的不确定度;设置实验对比,通过数据分析验证了蒙特卡罗方法评定的可行性,为形位误差测量结果不确定度评定提供了更加简便的方法。