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结合几何误差模型和神经网络的三坐标测量机全面误差补偿方法
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作者 梁健 封善斋 +2 位作者 甄明吉 宫鹏飞 吴斌 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第7期150-159,共10页
三坐标测量机作为精密测量与高端制造领域的核心设备,其测量精度受到几何误差和非几何误差的制约。传统基于激光干涉仪的误差补偿方法存在效率低下及补偿模型不完善的问题,难以满足日益提升的测量精度需求。针对上述挑战,提出了一种结... 三坐标测量机作为精密测量与高端制造领域的核心设备,其测量精度受到几何误差和非几何误差的制约。传统基于激光干涉仪的误差补偿方法存在效率低下及补偿模型不完善的问题,难以满足日益提升的测量精度需求。针对上述挑战,提出了一种结合几何误差模型与神经网络的综合误差补偿方法,实现对复杂误差的高效精准补偿。针对几何误差,基于刚体运动学构建误差模型,并采用自适应差分演化算法实现高精度的误差参数辨识;针对非几何误差,设计了一种基于邻域误差特征的新型神经网络,利用多头自注意力机制深入捕捉邻域测量空间中的误差分布特性,相较于传统仅以目标点位置为输入的网络方法显著提升了预测效果。实验结果表明,采用所提方法补偿后,标称精度为2.8+L/400μm的三坐标测量机最大探测误差降至0.35μm,长度测量误差为0.5+L/400μm,较原厂标称数据有明显提升,充分验证了其适用性和实用价值。此外,与传统误差补偿方法相比,所提方法在几何误差和非几何误差上均展现了显著优势,实现了高鲁棒性,高效且准确的全面误差补偿。该方法为三坐标测量机等精密测量设备的误差控制与性能优化提供了切实可行的新途径,具有重要的工程推广意义和广阔的应用前景。 展开更多
关键词 三坐标测量机 误差补偿 几何误差 几何误差 神经网络
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数控机床几何误差混合径向基函数参数化建模
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作者 苏哲 郭世杰 +1 位作者 李帅 吕贺 《机电工程》 北大核心 2025年第2期339-350,共12页
针对数控机床几何误差参数化建模不够快速、准确的问题,提出了一种基于混合径向基函数插值(MRBFI)的几何误差参数化建模方法。首先,基于多体系统理论与齐次变换方法,建立了数控机床的综合误差模型;然后,根据测量辨识得到的机床几何误差... 针对数控机床几何误差参数化建模不够快速、准确的问题,提出了一种基于混合径向基函数插值(MRBFI)的几何误差参数化建模方法。首先,基于多体系统理论与齐次变换方法,建立了数控机床的综合误差模型;然后,根据测量辨识得到的机床几何误差项数据,构建了混合径向基函数插值方程,利用最小二乘法与水滴优化算法(WDO),对方程中的宽度系数以及权重系数进行了寻优,在WDO中加入了自适应步长调整,提高了迭代的速度与精度;最后,根据得到的最优解,建立了几何误差径向基函数的参数化模型,利用拟合优度量化了径向基函数插值拟合的精确性,将其应用于对数控机床的几何误差补偿,并比较了补偿前后的球杆仪圆轨迹,从而对结果进行了评估。研究结果表明:混合径向基函数插值拟合优于传统的正交多项式拟合,均方根误差与平均绝对误差较正交多项式拟合减少了52%和65%,误差补偿后圆轨迹圆度误差平均降低了45.2%。该方法可用于数控机床的几何误差补偿,其建模原理简单明了、模型精度高。 展开更多
关键词 数控机床几何误差补偿 参数化模型 混合径向基函数插值 几何误差补偿 水滴优化算法 自适应步长调整
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基于顶点邻域双映射的增材制造几何误差预补偿方法
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作者 杨伟东 蔡子行 +3 位作者 孟德状 马千朝 王媛媛 朱东彬 《天津大学学报(自然科学与工程技术版)》 北大核心 2025年第5期487-495,共9页
在构建三维零件的增材制造过程中,零件的成形几何精度受到多种因素的制约,导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差.在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中,分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的... 在构建三维零件的增材制造过程中,零件的成形几何精度受到多种因素的制约,导致实际成形零件的尺寸和形状与原始设计的边界表示(B-rep)模型存在偏差.在须依赖于模型分层处理的增材制造工艺中,分层误差和制造工艺误差对于零件几何尺寸的影响最为显著.为了减少几何误差,通常在预处理阶段对STL模型进行误差预补偿.本文提出了一种基于三角网格顶点邻域双映射的误差补偿方法,通过重建STL模型三角网格顶点的拓扑关系,消除冗余信息并优化顶点邻域的三角面片索引链表,并依据三角面片与顶点的法向量方向映射关系,以及几何误差模型预测值与顶点偏移量的距离映射关系,结合三角面片权重计算顶点的误差补偿量,最终生成经过补偿的STL模型.为验证所提出方法的有效性,本文以砂型黏结剂喷射(BJ)工艺为例,对于所设计的多特征砂型标准件进行几何误差补偿前后的实验对比,结果表明:经过补偿后的标准件,其相对误差降幅均在63.00%以上,打印零件的成形精度得到了大幅提升. 展开更多
关键词 黏结剂喷射工艺 增材制造 几何误差 误差补偿
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改进Sobol法在自由曲面测量仪几何误差分析中的应用
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作者 席建普 张通通 +3 位作者 邓丽娟 岳永高 聂子凯 刘释聪 《机床与液压》 北大核心 2025年第4期62-67,共6页
在自由曲面的测量过程中,几何误差的引入几乎无法避免,而这些误差会严重影响测量结果的精度。针对此问题,以自由曲面测量仪为研究对象,基于多体系统理论建立误差模型,然后运用Sobol方法和准Monte Carlo算法对几何误差元素及其耦合效应... 在自由曲面的测量过程中,几何误差的引入几乎无法避免,而这些误差会严重影响测量结果的精度。针对此问题,以自由曲面测量仪为研究对象,基于多体系统理论建立误差模型,然后运用Sobol方法和准Monte Carlo算法对几何误差元素及其耦合效应进行灵敏度分析,识别严重影响测量结果的关键误差元素。通过分析自由曲面测量仪在不同位置下的几何误差元素灵敏度系数,从21项几何误差中识别出9项对自由曲面测量仪测量精度影响较大的关键项,并对灵敏度分析结果进行了误差补偿仿真验证。结果表明:补偿关键误差后,沿X、Y和Z方向的测量精度分别提升了77.1%、65%和83.3%,说明该方法能够有效辨识出自由曲面测量仪的关键几何误差项。 展开更多
关键词 自由曲面测量仪 几何误差 多体系统理论 改进Sobol方法 Monte Carlo估算
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齿轮加工机床几何误差补偿研究综述
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作者 杨建军 司林林 +1 位作者 林守金 林鑫 《机床与液压》 北大核心 2024年第19期174-187,共14页
齿轮的加工精度是制约高端装备发展的关键瓶颈,高性能齿轮加工机床是实现齿轮高精度加工的选择。齿轮加工机床结构和运动的复杂性增加了其几何误差补偿的难度。通过分析近年来国内外多轴通用机床的几何误差补偿技术并结合齿轮加工机床... 齿轮的加工精度是制约高端装备发展的关键瓶颈,高性能齿轮加工机床是实现齿轮高精度加工的选择。齿轮加工机床结构和运动的复杂性增加了其几何误差补偿的难度。通过分析近年来国内外多轴通用机床的几何误差补偿技术并结合齿轮加工机床几何误差补偿发展现状,对齿轮加工机床几何误差补偿技术展开综述,总结几何误差的来源,介绍多体系统理论、旋量理论、微分运动矩阵及变流理论4种可应用于几何误差建模的理论,分析采用激光干涉仪和球杆仪对直线轴及旋转轴进行几何误差测量与辨识的方法,概述通过NC数据修改对几何误差进行补偿的方法,为齿轮加工机床几何误差补偿设计提供参考。 展开更多
关键词 齿轮加工机床 几何误差溯源 几何误差建模 几何误差测量与辨识 几何误差补偿
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六自由度机器人关节几何误差标定的研究 被引量:1
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作者 李太祥 张平旭 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期317-324,共8页
针对六自由度工业机器人关节几何误差,提出了一种新型标定方法。采用切比雪夫多项式来表征与关节相关的高阶几何误差模型,揭示了传动误差等来源的影响。根据灵敏度的不同将几何误差分为不同的组,建立了相应的识别模型。仿真结果表明,通... 针对六自由度工业机器人关节几何误差,提出了一种新型标定方法。采用切比雪夫多项式来表征与关节相关的高阶几何误差模型,揭示了传动误差等来源的影响。根据灵敏度的不同将几何误差分为不同的组,建立了相应的识别模型。仿真结果表明,通过对可观测性指标的评估,该方法可以获得更好的测量配置。在实验验证过程中,通过固定关节3和关节6上的传感器系统建立多重识别空间,研究了关节3上无机械接口的传感器系统替代策略,在此基础上进行了关节几何误差的实际标定,结果表明该方法具有较好的标定精度。 展开更多
关键词 工业机器人 切比雪夫多项式 多重识别空间 误差标定 几何误差
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基于关节几何误差的机器人绝对位置精度标定算法
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作者 梁亮 吴成东 刘世昌 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1-7,共7页
提出一种引入关节几何误差参数的工业机器人运动学模型和误差参数标定算法.首先,在DH(Denavit-Hartenberg)模型基础上,为每个关节引入6个几何误差参数,建立更为完善的标定误差模型,并实现该模型的正逆运动学求解算法.然后,建立包含关节... 提出一种引入关节几何误差参数的工业机器人运动学模型和误差参数标定算法.首先,在DH(Denavit-Hartenberg)模型基础上,为每个关节引入6个几何误差参数,建立更为完善的标定误差模型,并实现该模型的正逆运动学求解算法.然后,建立包含关节误差、基坐标误差和工具坐标误差共45个参数的微分运动学雅可比矩阵,并采用小样本测试集实现基于迭代算法的误差参数求解.最后,在新松SR10C机器人上使用激光跟踪仪完成实验验证,将标定得到的误差参数补偿到模型中.结果表明,经过标定补偿后的机器人最大位置误差减小约80%,平均位置误差减小约80%,误差方差减小约97%,证明该方法可大幅提升工业机器人绝对位置精度和确定性. 展开更多
关键词 工业机器人 绝对位置精度 运动学模型 几何误差 标定
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M50轴承滚道电化学加工机床的几何误差分析
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作者 杨大波 吴怀超 +3 位作者 汪武 吴健兴 黄旭 刘勇涛 《机床与液压》 北大核心 2025年第16期42-50,共9页
为提高电化学加工机床对M50轴承滚道的加工精度,建立机床的几何误差模型并进行全局灵敏度分析。通过分析机床的结构和运动形式,基于多体系统理论建立机床砂轮磨削系统和砂轮修整系统的几何误差模型,通过误差传递推导出整机的加工误差模... 为提高电化学加工机床对M50轴承滚道的加工精度,建立机床的几何误差模型并进行全局灵敏度分析。通过分析机床的结构和运动形式,基于多体系统理论建立机床砂轮磨削系统和砂轮修整系统的几何误差模型,通过误差传递推导出整机的加工误差模型,并与几何关系法的计算结果进行对比,验证误差模型的正确性;采用蒙特卡洛法对机床45项几何误差源进行误差取样,基于Sobol法对该误差模型进行全局灵敏度分析,并识别出影响机床空间误差分量的关键几何误差项和敏感运动轴;最后,对机床的关键几何误差项进行数值修正,并通过实验对比分析调整前后轴承滚道的半径。结果表明:调整关键几何误差项后,X、Y、Z方向位置误差和角度误差均明显降低,并趋近于0;轴承滚道半径精度平均提高了0.098 mm。说明通过灵敏度分析结果对机床进行结构调整和精度设计能够有效改善该机床整体的加工精度,从而提高M50轴承滚道的加工质量,为提高电化学加工机床的加工精度提供了参考。 展开更多
关键词 电化学加工机床 多体系统理论 几何误差 Sobol法 全局灵敏度分析
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基于双特征槽工件的旋转轴几何误差辨识
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作者 张奥 项四通 杨建国 《光学精密工程》 北大核心 2025年第11期1750-1760,共11页
本文提出了一种基于双特征槽的五轴机床旋转轴位置相关几何误差的辨识方法。该方法通过在立方体工件上依次加工两种特征槽,并设计了4种测量模式,实现了旋转轴几何误差的高精度辨识。与现阶段主流特征工件相比,本文提出的特征工件对槽的... 本文提出了一种基于双特征槽的五轴机床旋转轴位置相关几何误差的辨识方法。该方法通过在立方体工件上依次加工两种特征槽,并设计了4种测量模式,实现了旋转轴几何误差的高精度辨识。与现阶段主流特征工件相比,本文提出的特征工件对槽的加工深度和长度无严格要求,只显著减少了材料去除量,同时最大限度地降低了切削力、热变形以及平动轴误差对测量结果的干扰。所提出的辨识模型可以有效放大角度误差的影响,从而降低了测量不确定度对辨识精度的影响,进一步提高了辨识结果的可靠性。最后,通过与T型块辨识方法的对比实验验证,位移误差辨识结果的最大偏差为2.7μm,角度误差辨识结果的最大偏差为-2.3″,两者辨识结果的平均吻合度达到93.6%,证实了本文方法的准确性。 展开更多
关键词 五轴机床 旋转轴 几何误差 误差辨识 特征工件 在机测量
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基于塔形工件的五轴数控机床旋转轴几何误差自标定辨识方法
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作者 倪俊涛 项四通 +2 位作者 陈科鉴 张海南 杨建国 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第5期90-102,共13页
随着制造业精度要求的提高,五轴机床几何误差的高效辨识是实现精密加工的重要基础。提出一种基于塔形工件的自标定方法,能够同步辨识旋转轴(C轴)、线性轴及工件的几何误差。该方法通过设计五层阶梯状塔形工件,结合线性轴三维体积误差模... 随着制造业精度要求的提高,五轴机床几何误差的高效辨识是实现精密加工的重要基础。提出一种基于塔形工件的自标定方法,能够同步辨识旋转轴(C轴)、线性轴及工件的几何误差。该方法通过设计五层阶梯状塔形工件,结合线性轴三维体积误差模型,将线性轴误差离散表示于三维网格节点上,并利用多角度探测数据构建超定方程组,采用最小二乘法实现误差参数的高效估计。实验成功辨识了C轴的4项位置无关几何误差和6项位置相关几何误差,同时量化了线性轴与工件的几何误差。实验结果表明,该方法在重复装夹条件下对C轴误差辨识具有良好的稳定性,具备长期监测能力。为进一步验证其准确性,以盘形工件为对照开展误差对比实验,结果显示两者在误差辨识结果上的平均吻合度达到89.8%,验证了该方法的准确性。结合蒙特卡洛模拟进行不确定度分析,表明该方法在测量系统误差和环境扰动下仍具有良好的鲁棒性和可靠性。该方法无需依赖高端测量设备或复杂路径规划,支持工件重复装夹和自动化测量,具有操作简单、成本低、适应性强等优势,为五轴机床几何误差的高效辨识提供了实用可行的技术方案。 展开更多
关键词 五轴数控机床 旋转轴 几何误差 自标定 塔形工件
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几何误差对螺旋锥齿轮齿面精度的敏感性分析
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作者 苟正龙 汪中厚 +1 位作者 李俊 袁崇越 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2025年第11期12-17,共6页
螺旋锥齿轮齿面成形原理复杂,影响齿面加工精度的因素众多,不同因素之间的耦合作用明显,其中几何误差是主要影响因素。为准确识别不同几何误差对齿面精度的真实影响,基于多体系统理论构建了机床拓扑结构,确定了五轴机床的41项几何误差,... 螺旋锥齿轮齿面成形原理复杂,影响齿面加工精度的因素众多,不同因素之间的耦合作用明显,其中几何误差是主要影响因素。为准确识别不同几何误差对齿面精度的真实影响,基于多体系统理论构建了机床拓扑结构,确定了五轴机床的41项几何误差,通过齐次坐标变换原理,构建了五轴机床加工螺旋锥齿轮几何误差模型,最后通过使用准蒙特卡罗估算的Sobol全局敏感性分析法对误差模型进行计算,识别出影响螺旋锥齿轮加工精度的关键几何误差因素。 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 几何误差 全局敏感性分析 准蒙特卡罗估算
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数控机床切削力与几何误差元素解耦方法研究
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作者 张帅伟 胡勇文 +2 位作者 陈国华 王中任 周博 《机床与液压》 北大核心 2025年第12期65-73,共9页
切削力造成的几何误差是机床动态误差的重要组成部分,在实际加工过程中,切削力与几何误差的耦合关系不清晰导致机床切削力误差辨析、分离、建模难度大。针对上述问题,提出一种机床切削力误差耦合关系解耦方法。根据机床导轨受力作用产... 切削力造成的几何误差是机床动态误差的重要组成部分,在实际加工过程中,切削力与几何误差的耦合关系不清晰导致机床切削力误差辨析、分离、建模难度大。针对上述问题,提出一种机床切削力误差耦合关系解耦方法。根据机床导轨受力作用产生形变的原理,分析3个切削力分量对机床几何误差元素的影响关系;基于CMV-1160立式加工中心平台,通过实验同步获取切削过程中切削力分量与对应进给轴的几何误差数据;采用斯皮尔曼等级相关理论分析切削力分量与几何误差元素之前的相关性,获得了切削力分量对几何误差元素的响应程度,实现了切削力与机床21项几何误差元素的解耦。 展开更多
关键词 切削力 几何误差 解耦关系
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变曲率复合材料螺旋桨叶的赋形几何误差仿真
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作者 鲍永杰 张乐强 +2 位作者 刘真 冀秀坤 杨宇星 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第6期1284-1292,共9页
复合材料螺旋桨叶的变曲率、变厚度和叠层特征会导致预浸料赋形过程中存在几何误差.为了明确叶片曲率与铺层应变对赋形几何误差的影响规律,通过对桨叶铺层进行三维扫描获取点云数据,建立桨叶模具预浸料铺放过程的数值模型,对预浸料铺放... 复合材料螺旋桨叶的变曲率、变厚度和叠层特征会导致预浸料赋形过程中存在几何误差.为了明确叶片曲率与铺层应变对赋形几何误差的影响规律,通过对桨叶铺层进行三维扫描获取点云数据,建立桨叶模具预浸料铺放过程的数值模型,对预浸料铺放过程进行有限元模拟.通过对比铺层应变试验和仿真结果验证所提出的铺放仿真模型的有效性.提出基于法向量方向变形误差累积的评价方法,对铺层试验和仿真结果进行层间误差提取,并结合叶片曲率特征分析桨叶赋形误差.结果表明,仿真与试验的赋形几何误差的横向偏差约为10.18%、纵向偏差约为14.22%.桨叶赋形几何误差分布形式与其铺放过程应变分布规律一致,曲率的波动性对赋形几何误差的影响大于曲率自身差异性的影响.赋形几何误差分布随铺层数量增加趋于V型特征,且受曲率波动性的影响越来越明显. 展开更多
关键词 赋形几何误差 预浸料铺层 复合材料 螺旋桨叶 法向量变形
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曲轴综合测量机几何误差建模及敏感性分析 被引量:1
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作者 王亚晓 杨科科 《重庆理工大学学报(自然科学)》 CAS 北大核心 2024年第5期295-302,共8页
为提高曲轴综合测量机测量精度,针对其几何误差元素多,逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题,基于多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型,采用Sobol敏感性分析方法进行分析,识别出对测量精度影响较大的关键几何... 为提高曲轴综合测量机测量精度,针对其几何误差元素多,逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题,基于多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型,采用Sobol敏感性分析方法进行分析,识别出对测量精度影响较大的关键几何误差项。通过对曲轴综合测量机随动测板不同位置处的误差元素敏感性系数进行分析计算,从21项几何误差中识别出10项对曲轴综合测量机测量精度影响较大的关键项,为合理经济地提高曲轴综合测量机测量精度提供依据。 展开更多
关键词 曲轴综合测量机 多体系统理论 Sobol敏感性分析 蒙特卡洛估算 关键几何误差
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四轴联动机床几何误差建模分析与评估 被引量:1
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作者 李忠群 刘鸿 +1 位作者 刘强 宁智威 《机床与液压》 北大核心 2024年第23期175-180,共6页
机床几何误差是影响工件加工精度的主要因素之一,对其进行分析和评估可提高工件加工精度。以一台四轴立式加工中心为研究对象,分析机床几何误差对机床空间精度的影响,并辨识出其中的关键误差项,以提高机床精度补偿的效率。通过D-H齐次... 机床几何误差是影响工件加工精度的主要因素之一,对其进行分析和评估可提高工件加工精度。以一台四轴立式加工中心为研究对象,分析机床几何误差对机床空间精度的影响,并辨识出其中的关键误差项,以提高机床精度补偿的效率。通过D-H齐次坐标变换理论建立机床的几何误差模型;利用拉丁超立方采样和Sobol全局灵敏度分析方法对机床几何误差进行评估,并辨识出关键误差项;最后,通过对比辨识得到的优化模型和原模型,验证了辨识结果的可靠性。因此,可以通过补偿关键误差项来获得较高的机床精度。 展开更多
关键词 几何误差 D-H齐次坐标变换 拉丁超立方采样 Sobol全局灵敏度分析 精度补偿
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精密镗床旋转轴几何误差完备性测量与辨识
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作者 郭世杰 丁强强 +2 位作者 邹云鹤 萨日娜 唐术锋 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期446-458,共13页
针对四轴卧式镗床旋转轴需测几何误差的数目不统一与完备性缺失的问题,提出了基于形状创成函数的四轴卧式镗床旋转轴PIGEs形成机理分析方法与旋转轴完备几何误差测量辨识方法。基于形状创成机理构建了卧式镗床几何误差创成函数,确定了... 针对四轴卧式镗床旋转轴需测几何误差的数目不统一与完备性缺失的问题,提出了基于形状创成函数的四轴卧式镗床旋转轴PIGEs形成机理分析方法与旋转轴完备几何误差测量辨识方法。基于形状创成机理构建了卧式镗床几何误差创成函数,确定了旋转轴可通过误差补偿进行调整的最少与位置无关的几何误差(Position-independent geometric error, PIGEs)数目。建立了卧式镗床旋转轴4项PIGEs、6项与位置有关的几何误差(Position-dependent geometric error, PDGEs)、6项安装误差(Setup error, SEs)与球杆仪(Double ball bar, DBB)测量轨迹半径之间的完备性函数模型,设计了基于DBB的四轴联动Viviani曲线测量轨迹,构建了旋转轴6项PDGEs的NURBS表征与PIGEs、SEs辨识方法。开展了误差补偿对比实验验证,结果表明,利用几何误差完备性测量与辨识结果进行误差补偿,较仅单一补偿6项PDGEs可提升圆轨迹测量精度40.69%。 展开更多
关键词 卧式镗床 几何误差 创成机理 旋转轴 完备性测量与辨识
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基于多项式混沌的机床几何误差灵敏度分析
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作者 郑华林 赵兴 +2 位作者 胡腾 魏小建 王小虎 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期24-31,共8页
为解决目前灵敏度分析方法普遍存在的样本需求量大且计算效率不高的问题,提出了一种基于多项式混沌展开的全局灵敏度分析方法。首先,以AC型双转台五轴数控机床为研究对象,根据旋量理论建立了完备的空间误差模型。其次,构建了机床几何误... 为解决目前灵敏度分析方法普遍存在的样本需求量大且计算效率不高的问题,提出了一种基于多项式混沌展开的全局灵敏度分析方法。首先,以AC型双转台五轴数控机床为研究对象,根据旋量理论建立了完备的空间误差模型。其次,构建了机床几何误差的多项式混沌展开模型,采用正交匹配追踪实现模型的稀疏化,并给出了基于该方法的Sobol灵敏度指数。进而,对五轴数控机床几何误差进行了实例分析,测量并统计出41项误差的近似概率分布,分析了影响各方向位姿误差分量的关键几何误差。通过与蒙特卡洛法和拉丁超立方法进行对比,多项式混沌展开方法的正确性得到验证,且在不降低计算精度的前提下,样本量从1×10^(5)降低到1×10^(3),计算时间分别减少96.8%和98.1%,计算效率显著提高。 展开更多
关键词 五轴数控机床 几何误差 灵敏度分析 多项式混沌展开 旋量理论
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双转台五轴数控机床旋转轴位置无关几何误差辨识 被引量:4
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作者 张文斌 刘焕牢 +1 位作者 王宇林 周恒宇 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1023-1033,共11页
针对双转台五轴数控机床旋转轴几何误差辨识精度问题,提出一种在机床坐标系下的旋转轴位置无关几何误差(PIGEs)辨识模型。建立了刀具球与工件球在机床坐标系下的实际初始坐标,通过逆矩阵得到工件球在所测轴的实际初始位置,基于4种测量... 针对双转台五轴数控机床旋转轴几何误差辨识精度问题,提出一种在机床坐标系下的旋转轴位置无关几何误差(PIGEs)辨识模型。建立了刀具球与工件球在机床坐标系下的实际初始坐标,通过逆矩阵得到工件球在所测轴的实际初始位置,基于4种测量模式建立了包含球杆仪安装误差与旋转轴PIGEs的杆长变化量数学模型。仿真分析了PIGEs对测量模式的影响,结果表明刀具球在两旋转轴轴线交点位置时,平行度误差不影响球杆仪杆长变化量。最后,通过实验辨识出旋转轴8项PIGEs,并对旋转轴PIGEs的4项位置误差进行补偿。实验结果表明,补偿后的位置误差最大绝对值由203.5μm减小至5.1μm,所提出的辨识模型可以有效提高五轴机床精度。 展开更多
关键词 五轴数控机床 旋转轴 位置无关几何误差 机床坐标系 球杆仪
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数控机床几何误差单轴五次测量与辨识方法 被引量:1
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作者 季泽平 田春苗 +2 位作者 郭世杰 唐术锋 兰月政 《机电工程》 北大核心 2024年第1期166-174,182,共10页
针对数控机床几何误差项的准确测量与辨识问题,提出了一种基于激光干涉仪的机床空间几何误差单轴五次测量与辨识方法。首先,针对X、Y、Z轴分别设置了一条测量线,测量了3条划定线上除滚转误差外的其他15项几何误差,共计15次测量;然后,分... 针对数控机床几何误差项的准确测量与辨识问题,提出了一种基于激光干涉仪的机床空间几何误差单轴五次测量与辨识方法。首先,针对X、Y、Z轴分别设置了一条测量线,测量了3条划定线上除滚转误差外的其他15项几何误差,共计15次测量;然后,分析了转角误差对直线度误差以及直线度误差对定位误差的耦合影响,并建立了误差辨识方程组;最后,根据误差辨识方程组,得到了机床21项几何误差;并进行了单轴五次测量法的测量和辨识实验,并将所得结果与空间九线法测量辨识结果进行了对比分析。研究结果表明:单轴五次测量法与空间九线法测量辨识结果的空间误差向量最大偏差为1.93μm,平均偏差为0.58μm,该结果验证了单轴五次测量法是准确和有效的。该方法考虑了实际测量过程中的误差耦合情况,因此相比于空间九线法,该方法减少了测量线数与测量次数,简化了误差项的求解过程;同时,采用单轴运动方式可以有效避免其他轴对当前运动轴误差的影响。 展开更多
关键词 数控机床 激光干涉仪 空间几何误差 单轴五次测量法 误差耦合 误差辨识
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球头刀三轴数控铣削的机床几何误差补偿研究 被引量:1
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作者 朱浩铭 牛兴华 +2 位作者 王向东 朱传达 王梦磊 《工具技术》 北大核心 2024年第11期124-130,共7页
工艺系统中机床几何误差使零件产生加工误差,为避免此误差,本文以球头刀三轴数控铣削为背景,利用激光干涉仪与“九线法”辨识方法,测量并辨识机床几何误差。基于多体系统理论和旋量理论,建立球头刀三轴数控铣削空间误差模型,将机床几何... 工艺系统中机床几何误差使零件产生加工误差,为避免此误差,本文以球头刀三轴数控铣削为背景,利用激光干涉仪与“九线法”辨识方法,测量并辨识机床几何误差。基于多体系统理论和旋量理论,建立球头刀三轴数控铣削空间误差模型,将机床几何误差映射到球头刀刀心的位置误差。根据球头刀三轴数控铣削时工件表面成形原理、刀心曲面与设计曲面/工件表面之间的计算模型,建立编程刀心曲面。将编程刀心曲面导入CAM软件进行数控编程,利用生成的加工程序进行加工,即可补偿机床几何误差。 展开更多
关键词 机床几何误差 误差补偿 球头刀 旋量理论 刀心曲面
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