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。     

在分度头上测量同轴度误差的装置

零件加工的形位误差是影响产品质量的一个重要因素。为了保证产品质量、对产品的主要零部件的形位误差必须提出相应的要求。如零件的阶梯孔,两端孔对中间小孔,外圆对内孔,或内孔对外圆的轴线的同轴度,这类零件有的不是一次加工完成,有的是第二次装夹,这样,同轴度误差就不易保证,但因没有测量同轴度的夹具和仪器,对加工的零部件的实际误差测不出来,工艺方法得不到验证,只能在装配后试验才能发现问题,造成装配返工。因此,     

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.     

用解析法求特征参数确定同轴度误差

1适用范围本方法适用于形状误差较小的圆套筒形零件上内、外圆柱面同轴度误差的测量,内、外圆柱面在设计上应当是司轴的。2测量特匪多数确定同油度误差的一般方法特征参数是指被测实际要素上能直接反映形位误差变动的、具有代表性的参数。在召特征参数确宣同轴度误差的现场测量中,大多采用逼近法。首先用肉眼观察,找出圆套筒形零件壁的最厚和最薄处大致位置,然后反复逼近测量比较,最终确定最厚和最薄处（最厚和最薄壁厚即为特征参数）,再将两处壁厚量值相减,得出同轴度误差。这种方法的最大优点是操作简单易懂,但并不可靠,主要缺点…     

基于工业 CT 的零件内外曲面形位误差分析

针对具有复杂内腔结构零件的内部曲面形位误差分析困难的问题,提出了一种基于工业 CT 技术的零件复杂内腔的形 位误差分析方法。 首先,使用工业 CT 对零件进行扫描并重建为测量 STL 模型。 然后将设计 IGES 模型离散为 STL 模型与测量 STL 模型进行配准。 其次,利用设计 IGES 模型作为引导,判定测量 STL 模型中的点和 IGES 模型各曲面的归属,自动分割测量 STL 模型中的所有曲面。 最后,选取设计 IGES 模型的曲面并对曲面对应的点云簇进行形位误差分析。 选取百万级测量点云的 阀体模型进行实验,完整地分割点云模型所有曲面,选择任意曲面进行形位误差分析,测得选定内部曲面的圆柱度为 1. 11 mm、 平面度为 0. 61 mm、平行度为 1. 92 mm。 本文方法只需输入零件测量 STL 模型和零件设计 IGES 模型,再选取设计 IGES 模型待 测曲面就可以自动地完成零件内外曲面的形位误差分析。     

无人机发动机套环检测装置设计方案

无人机发动机套环零件的尺寸和几何误差是影响发动机装配性能的重要因素之一.套环的内、外圆的直径、圆柱度、同轴度等多个指标需要进行测量、检验,传统的测量方式完成上述检测需要多个测量工具,生产效率低.为了解决此问题,设计了一种发动机套环检测装置,采用机电一体化方式,对套环的内、外圆的直径、圆柱度、同轴度同时检测,且一次完成检...     

机加零件形位误差的分布规律

全面质量管理工作中,对加工零件的形位误差也要加以管理,那么形位误差范围根据什么来确定呢?一般人们总认为可以按正态分布规律来处理。我们经过对零件形位误差的实际测量和对误差数据的统计处理,发现零件的形位误差分布规律不服从正态分布,在一定条件下,服从差值模分布(也称绝对正态分布)。如本文中列举的外圆的圆度误差范围为0～0.018毫米,如果按正态分布来处理,误差分布范围为-0.007～0.017毫米,分布范围扩大了33.3％,而且出了负值。     

机加零件形位误差的分布规律

全面质量管理工作中,对加工零件的形位误差也要加以管理,那么形位误差范围根据什么来确定呢?一般人们总认为可以按正态分布规律来处理。我们经过对零件形位误差的实际测量和对误差数据的统计处理,发现零件的形位误差分布规律不服从正态分布,在一定条件下,服从差值模分布(也称绝对正态分布)。如本文中列举的外圆的圆度误差范围为0～0.018毫米,如果按正态分布来处理,误差分布范围为-0.007～0.017毫米。分布范围扩大了33.3％,而且出了负值。     

回转类零件的多参数自动测量仪

本仪器是由Ｘ、Ｙ直线坐标和Ｘ＇回转坐标组成的三坐标测量系统。仪器采用坐标测量法，自动地测量回转类机器零件内外表面的直径、球半径、台阶长、锥度、复杂函数曲线以及圆度、直线度、同轴度等几何形状误差。本仪器的测量方法可以自动地修正机器零件的安装误差，按定义准确地求出各项几何形状误差，因此可以用精密三爪卡盘快速装卡零件，一次完成机器零件全部几何参量的测量     

形状和位置公差(一)

一、形状和位置公差及检验完工零件的实际几何参数对理想几何参数不可避免地会存在误差,包括尺寸、表面形状(微观和宏观)和相互位置误差,这些误差越大,零件几何参数的质量越低,因而对这些误差都要加以控制。本文介绍宏观几何形状和位置公差(简称形位公差)和误差(简称形位误差)及相应的检测手段。控制零件形位误差的项目,按《形状和位置公差》国家标准GB1183—80的规定,其符号如图31。     

切削载荷下数控机床误差分析及补偿方法研究

针对切削载荷对数控机床造成的动态误差,将在线检测和补偿技术应用到数控机床动态误差消除中。通过建立数控机床主轴系统的动力学模型,开展切削载荷下动态误差机理分析,建立了切削载荷跟动态误差之间的关系,提出了基于动态误差的非接触式在线检测和软件补偿方法。在该方法的基础上建立了基于在线检测的误差补偿系统,并利用该系统进行了动态误差检测和补偿的实验。研究结果表明,该补偿系统简单、可靠性高,有效地提高了机床的加工精度。     

基于立体视觉的旋翼共锥度动态测量系统精度分析

为了提高基于立体视觉的直升机旋翼共锥度动态测量系统的精度和可操作性,全面分析了其测量误差。首先,介绍了测量系统模型及误差来源;其次,分析了双目立体视觉静态三维测量的误差;再次,针对旋翼共锥度的多目标动态测量特点,分析了系统安装误差对共锥度解算精度的影响;最后,利用原理样机进行了6 058次静态测量重复实验,通过统计分析可知静态测量误差小于1.4 mm。对动态测量误差进行了仿真实验分析,给出了各参数对精度影响的量化结果,为实际共锥度测量的误差控制提供了理论依据。在标记点安装精度小于10 mm的情况下,动态测量误差小于3.5 mm,合成产生的总测量误差小于4.9 mm,能满足旋翼共锥度动态测量精度要求。     

[误差建模及精度保证方法]双五轴数控铣削机床旋转轴误差辨识方法

为了快速、系统地辨识双五轴数控铣削机床旋转轴几何误差,提出了一种基于R-test的误差测量辨识方法。根据R-test误差模型研究误差测量值与各项误差参数的关系,辨识旋转轴各个几何误差项以得到旋转轴的安装误差和运动误差;利用最小二乘法原理平面圆拟合和直线拟合的方法分别辨识出2项位移误差和2项垂直度误差;基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立刀具坐标系与工件坐标系的齐次坐标变换模型,并辨识出3项移动误差和3项转动误差;最后,根据所得辨识值对X向和Y向位移误差进行补偿。实验结果表明,补偿后X向和Y向位移误差明显减小,误差补偿结果验证了测量、辨识的准确性和有效性。     

基于最小二乘法的一维定位精度自校准方法

为提高测量仪器的定位精度,采用一维自校准方法来分离仪器的系统误差。该方法利用一个精度小于或等于待校准仪器精度的辅助测量标尺,通过平移得到每个标记点在多个不同位姿时的测量数据。最后,利用自校准算法分离出仪器的系统误差,从而实现一维定位精度的自校准。仿真结果表明：无论是否有随机测量噪声,该算法都能有效地分离出仪器的系统误差。实验研究证实了该算法的有效性。     

螺旋锥齿轮大轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现大轮齿形误差的在机测量,对大轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。基于齿轮坐标系与机床坐标系之间的关系,建立了将齿面离散点坐标及法矢从齿轮坐标系转换到机床坐标系的方法。根据大轮的齿面几何特征,建立了大轮齿形误差的在机测量方法以及测量流程。根据在机测量得到的测球球心空间坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面沿各离散点法矢方向的齿形误差值。通过对比在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了螺旋锥齿轮大轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

On-Machine Measurement of the Straightness and Tilt Errors of a Linear Slideway Using a New Four-Sensor Method

Although there are some multi-sensor methods for measuring the straightness and tilt errors of a linear slideway, they need to be further improved in some aspects, such as suppressing measurement noise and reducing precondition.In this paper, a new four-sensor method with an improved measurement system is proposed to on-machine separate the straightness and tilt errors of a linear slideway from the sensor outputs, considering the influences of the reference surface profile and the zero-adjustment values. The improved system is achieved by adjusting a single sensor to di erent positions. Based on the system, a system of linear equations is built by fusing the sensor outputs to cancel out the e ects of the straightness and tilt errors. Three constraints are then derived and supplemented into the linear system to make the coe cient matrix full rank. To restrain the sensitivity of the solution of the linear system to the measurement noise in the sensor outputs, the Tikhonov regularization method is utilized. After the surface profile is obtained from the solution, the straightness and tilt errors are identified from the sensor outputs. To analyze the e ects of the measurement noise and the positioning errors of the sensor and the linear slideway, a series of computer simulations are carried out. An experiment is conducted for validation, showing good consistency. The new four-sensor method with the improved measurement system provides a new way to measure the straightness and tilt errors of a linear slideway, which can guarantee favorable propagations of the residuals induced by the noise and the positioning errors.     

高压涡轮导向器前支撑质量流量测量研究

试验测量总是伴随有误差的产生,这里对音速喷管在航空发动机高压涡轮内部导向器流量测量系统进行分析,主要介绍误差来源、误差分配理论分析方法及其在实际仪器选择上的应用.以高压涡轮内部导向器前支撑流量测量为例,在给定测量系统总误差条件下,提出一种可行的误差分配方案.该方案满足精度要求,成本低.     

透镜组中心偏自动测量

中心偏的自动化测量避免了人为测量误差,提高了测量精度,为提高仪器的光学质量提供了依据。在介绍了反射式中心偏测量的基本原理的基础上,推导了中心偏测量的迭代公式。然后给出了测量系统和光路的设计方案,并对整个系统中关键技术:自动聚焦、指标自准像提取、最佳光轴的拟合,进行了详细的阐述。最后提出了整个系统的误差分析及改进方案。     

采用相移干涉原理的平面度测量系统误差分析与校正

相移干涉法具有非接触、快速和高精度等优点,采用实验室组建的相移干涉系统进行平面度测量时,会产生280nm左右的测量误差。通过对系统误差的分析,发现由扩束器产生的波像差是测量误差的主要来源。为了校正该测量误差,采用Zernike多项式拟合波前像差,然后在平面度测量时扣除该数值拟合结果。实验结果表明,这种误差校正方法可以使λ/4平面反射镜的测量结果从误差校正前的320nm左右减小到120nm左右。     

利用弹性网络算法求解大型三坐标测量机几何误差的方法

为提高大型三坐标测量机(CMM)的精度,修正空间几何误差,研究利用激光追踪仪多站位测量技术取代实物基准,提出了基于弹性网络算法求解CMM几何误差的方法。基于激光追踪仪多站位测量技术,结合L-M算法,实现CMM空间规划点体积误差的高精度测量,有效提高测量效率。利用弹性网络算法解算CMM准刚体模型,解决模型求解存在多重共线的难题,实现CMM几何误差的求解;将方程组中部分系数为0的项结合体积误差与单轴几何误差的关系模型来求解几何误差。实验搭建了激光追踪多站位测量系统,测量了CMM的空间待测点体积误差。实验结果表明,提出的方法可以有效求解大型CMM的几何误差。