基于齐次坐标变换的制造误差建模研究 被引量：36

1

作者 徐旭松 杨将新 +1 位作者 曹衍龙 茅健 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1021-1026,共6页

为了在产品公差设计时考虑制造几何变动,将CAD模型中零件模型及其特征用点集形式表示.采用机器人运动学中的齐次坐标变换来描述工艺系统各组成部分的空间位姿关系,建立了工艺系统各组件的几何误差累积模型.将制造过程看作是刀具轨迹形... 为了在产品公差设计时考虑制造几何变动,将CAD模型中零件模型及其特征用点集形式表示.采用机器人运动学中的齐次坐标变换来描述工艺系统各组成部分的空间位姿关系,建立了工艺系统各组件的几何误差累积模型.将制造过程看作是刀具轨迹形成的点集更新被加工零件点集的过程,加工后零件点集组成了新的齐次坐标矩阵,该矩阵包含了零件的制造几何变动信息.采用Monte-Carlo仿真研究了特征面制造几何变动,实现了基于CAD环境的制造过程模拟和制造误差传递分析,从而可在公差设计阶段就考虑制造几何变动,实现了公差并行设计. 展开更多

关键词 制造误差 误差累积 齐次坐标变换 公差分析 Monte-Carlo仿真

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基于齐次坐标变换的带平面度零件装配误差分析

2

作者 武福 黎少东 +1 位作者 冯敏 杨喜娟 《兰州交通大学学报》 CAS 2016年第6期62-66,共5页

针对实际生产装配过程中存在的平面度误差,提出了一种运用齐次坐标变换方法分析平面配合误差的方法.首先考虑配合平面表面的不规则波纹状,通过建立平面配合参考坐标系,利用齐次坐标变换方法将平面配合关系转换成相对坐标系与绝对坐标系... 针对实际生产装配过程中存在的平面度误差,提出了一种运用齐次坐标变换方法分析平面配合误差的方法.首先考虑配合平面表面的不规则波纹状,通过建立平面配合参考坐标系,利用齐次坐标变换方法将平面配合关系转换成相对坐标系与绝对坐标系的配合关系,并建立其数学模型;利用欧拉角反变换方法得到了两坐标系对应的轴间倾角及角度误差的通解,通过Matlab软件对实际粗糙平面上的已知坐标进行曲面拟合仿真,得到了配合坐标矩阵,代入通解后得到平面配合的角度误差.以某型机床床身组件装配表面为实例,验证了此角度误差分析方法的合理性. 展开更多

关键词 齐次坐标变换 平面度 角度误差 欧拉角 Matlab曲面拟合

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基于齐次坐标变换的编织工艺及芯模牵引轨迹分析 被引量：2

3

作者 吴修可 孟婥 +1 位作者 姚灵灵 卜剑秋 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第3期425-430,共6页

针对编织三维预成型体时难以通过示教再现方式获取机器人牵引轨迹的问题,通过对编织工艺进行分析,建立了牵引速度与编织物结构参数关系的数学模型,阐述了编织工艺对芯模位姿变换的要求。在此基础上,分析了芯模的运动规律,建立了机器人... 针对编织三维预成型体时难以通过示教再现方式获取机器人牵引轨迹的问题,通过对编织工艺进行分析,建立了牵引速度与编织物结构参数关系的数学模型,阐述了编织工艺对芯模位姿变换的要求。在此基础上,分析了芯模的运动规律,建立了机器人末端执行器位姿变化的齐次坐标变换方程并得到了轨迹点参数,提出了基于编织点偏移的位置补偿方法。带芯编织试验结果表明,用所求轨迹点插补出的芯模牵引轨迹准确可靠,可确保三维预成型体的编织质量。 展开更多

关键词 编织机 编织工艺 牵引轨迹 齐次坐标变换 位置补偿

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转向架重心空间坐标的测定

4

作者 王秀刚 苏建 +1 位作者 曹晓宁 谭福星 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期277-281,294,共6页

依托于吉林大学研发的转向架参数测定试验台,提出了基于力矩平衡原理的重心空间坐标测试方法,建立了重心空间坐标的测试模型.被试转向架水平静止状态时测定纵向及横向坐标,垂向坐标的测定需运用试验台电液伺服控制系统将转向架沿纵向倾... 依托于吉林大学研发的转向架参数测定试验台,提出了基于力矩平衡原理的重心空间坐标测试方法,建立了重心空间坐标的测试模型.被试转向架水平静止状态时测定纵向及横向坐标,垂向坐标的测定需运用试验台电液伺服控制系统将转向架沿纵向倾斜一定角度,分析倾斜状态下转向架的力矩平衡关系.运用齐次坐标变换矩阵原理构建了多六自由度平台复杂耦合运动的位姿反解模型,通过位姿反解得到各作动器协调控制的指令,实现垂向坐标的准确测试.对某型转向架重心坐标进行了测定,试验结果与理论值一致,证明了测试模型的准确性,以及测试方法的可行性. 展开更多

关键词 转向架 重心坐标 空间坐标 位姿反解 齐次坐标变换

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基于刀齿轨迹模型的五轴侧铣加工铣削力预测 被引量：2

5

作者 桂昊 张立强 杨青平 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期78-83,108,共7页

在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃... 在五轴侧铣加工过程中刀具的刀轴姿态变化复杂,导致瞬时切屑厚度计算困难。为提高切削力的预测精度,首先通过五轴侧铣几何模型描述了圆柱铣刀的刀齿运动轨迹,在建立微元切削力模型后,提出了一种瞬时切屑厚度的计算方法,计算当前切削刃上切削点到前几个刀齿回转圆柱面的映射距离,并在齐次坐标变换下,将空间中的线面求交计算转换成二维平面的线与圆弧的求交运算,在考虑刀具跳动对圆弧轨迹的影响后,求解方程组获得瞬时切屑厚度值。最后在五轴机床上进行了切削力试验,对比测量的力数据发现,仿真结果无论趋势还是大小都和实测值较好地吻合,验证了所建立的切削力预测模型的有效性。 展开更多

关键词 五轴侧铣 圆柱铣刀 瞬时切屑厚度 切削力预测 齐次坐标变换

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光机热集成分析中镜面刚体位移分离 被引量：26

6

作者 张颖 丁振敏 +1 位作者 赵慧洁 邹百英 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第10期2763-2767,共5页

环境载荷引起的光机系统变形会严重影响光学系统性能。光机热集成分析是评估这种影响的有效手段。在光机热集成分析中,为减小光学系统刚体位移对变形后镜面拟合的影响,采用齐次坐标变换及最小二乘算法来分离光学镜面变形所包含的刚体位... 环境载荷引起的光机系统变形会严重影响光学系统性能。光机热集成分析是评估这种影响的有效手段。在光机热集成分析中,为减小光学系统刚体位移对变形后镜面拟合的影响,采用齐次坐标变换及最小二乘算法来分离光学镜面变形所包含的刚体位移。该方法首先用齐次坐标变换表示出变形数据中的刚体位移;其次利用最小二乘法求解刚体位移参数。利用该方法对一个低温环境下离轴抛物面镜进行了分析,其刚体偏转量都小到μrad量级。同时,对该方法求解刚体位移的精度进行了分析。当刚体偏转量小于0.01 rad求解误差小于1%,结果表明该方法满足光学镜面变形中的刚体位移求解精度要求。 展开更多

关键词 光机热集成分析 刚体位移 齐次坐标变换 最小二乘法

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加工中心的几何误差和热误差综合补偿模型 被引量：12

7

作者 杨建国 许黎明 +4 位作者 刘行 李勇 李启斌 王嵘 潘志宏 《计量学报》 EI CSCD 北大核心 2001年第2期90-94,共5页

本文将齐次坐标变换理论结合刀具与工件联结链矢量概念建立了加工中心误差运动综合补偿模型。此模型不但包含了三轴加工中心的几何误差而且还包含了热误差的共计 35个误差元素。使用此模型的补偿加工大幅度地提高了加工中心的加工精度。

关键词 加工中心 几何误差 热误差 齐次坐标变换 机床 加工精度 误差补偿模型

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多模块构架式空间可展开天线背架的几何建模 被引量：8

8

作者 田大可 刘荣强 +1 位作者 邓宗全 郭宏伟 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期111-116,共6页

为了满足空间任务对大口径及超大口径可展开天线的要求,根据天线背架与天线工作表面的形状特点,对抛物面型天线工作表面进行了球面拟合,提出了模块分层次拓扑的概念,分析了模块分层次拓扑的性质,给出了拓扑关系下模块数量的计算公式.在... 为了满足空间任务对大口径及超大口径可展开天线的要求,根据天线背架与天线工作表面的形状特点,对抛物面型天线工作表面进行了球面拟合,提出了模块分层次拓扑的概念,分析了模块分层次拓扑的性质,给出了拓扑关系下模块数量的计算公式.在对平面进行正六边形模块划分的基础上,得到了平面关键点与其在球面投影的坐标关系,并基于齐次坐标变换方法,建立了单平面模块、多平面模块的正向拓扑几何模型,多平面模块的斜向拓扑几何模型,以及由六棱柱模块组成的构架式空间可展开天线背架的几何模型.通过算例对所建模型的分析及验证表明:该模型可以满足模块任意数量、任意大小的变化要求,能够实现模块间的无缝连接,从而为天线的结构设计以及背架展开状态的精度测量提供了理论参考. 展开更多

关键词 可展开天线 背架 模块化设计 齐次坐标变换 分层次拓扑

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光电稳定平台指向误差建模与分析 被引量：3

9

作者 王晨晨 胡祥涛 《新型工业化》 2014年第2期86-90,共5页

光电稳定平台在武器装备中应用广泛,其光轴的指向误差直接影响着目标位置探测的准确性,在加工和装配过程中难以避免的机构几何误差是指向误差的重要来源。以两轴式稳定平台为例,基于齐次坐标变换理论建立了几何误差的指向误差模型。并... 光电稳定平台在武器装备中应用广泛,其光轴的指向误差直接影响着目标位置探测的准确性,在加工和装配过程中难以避免的机构几何误差是指向误差的重要来源。以两轴式稳定平台为例,基于齐次坐标变换理论建立了几何误差的指向误差模型。并通过误差模型的仿真分析,获得单项误差影响量级,比较了各项几何误差的影响程度。针对影响指向误差的主项采取控制措施,也适用于几何误差的标定和补偿。 展开更多

关键词 光电稳定平台 指向误差 误差建模 齐次坐标变换

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折臂式随车起重机力矩限制器算法研究与实现 被引量：5

10

作者 高顺德 牟晶晶 +1 位作者 宋晓光 刘欣 《建筑机械》 2012年第8期92-96,18,共5页

针对折臂式随车起重机特点,研究专用的力矩限制器核心算法和软硬件系统。通过对折臂式随车起重机结构和性能特点的分析,提出用齐次坐标变换法得到臂架的运动学正解,实时准确地求出折臂式随车起重机臂头的位置,并进一步根据臂架的实时作... 针对折臂式随车起重机特点,研究专用的力矩限制器核心算法和软硬件系统。通过对折臂式随车起重机结构和性能特点的分析,提出用齐次坐标变换法得到臂架的运动学正解,实时准确地求出折臂式随车起重机臂头的位置,并进一步根据臂架的实时作业高度和幅度,给出了作业面内二维分布的起重性能的确定方法。最后建立了折臂式随车起重机专用力矩限制器的软硬件系统。 展开更多

关键词 折臂式随车起重机 力矩限制器 齐次坐标变换 起重性能

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直写式激光导引头标定系统误差分析

11

作者 陈阳 杨延丽 +2 位作者 孙婷婷 储海荣 苗锡奎 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第11期72-79,共8页

为提高激光导引头测角精度,研究了激光导引头测角误差的来源,并分析了直写式激光导引头标定系统误差。首先,分析了激光导引头内光学系统和探测器安装误差对导引头测角的影响;其次,介绍直写式激光导引头标定系统的工作原理,给出理想条件... 为提高激光导引头测角精度,研究了激光导引头测角误差的来源,并分析了直写式激光导引头标定系统误差。首先,分析了激光导引头内光学系统和探测器安装误差对导引头测角的影响;其次,介绍直写式激光导引头标定系统的工作原理,给出理想条件下转台转角和导引头测角关系;再次,为了提高标定后导引头测角精度,分析了标定系统存在的安装误差;最后,针对一次实际的标定过程,结合文中分析方法对标定系统误差进行了校正,导引头零位误差由校正前的2.5 mrad降低到了1 mrad以内。文中结论为直写式激光导引头标定系统中的结构安装精度要求提供了分析方法,进而提高了标定后激光导引头的测角精度。 展开更多

关键词 误差分析 直写式激光目标模拟器 半主动激光导引头 齐次坐标变换

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三轴正交机器人运动误差的建模与分析 被引量：7

12

作者 张馨龙 田光宇 黄勇 《计量学报》 CSCD 北大核心 2017年第4期396-401,共6页

借助齐次坐标变换法建立了三轴正交机器人运动误差的模型,给出了实际运动轨迹和目标位置的关系。首先,只考虑坐标轴安装不准确引入的垂直度误差;然后添加上直线度、偏转角、定位误差共计21项形位公差;最后再加上坐标轴弹性形变引入的误... 借助齐次坐标变换法建立了三轴正交机器人运动误差的模型,给出了实际运动轨迹和目标位置的关系。首先,只考虑坐标轴安装不准确引入的垂直度误差;然后添加上直线度、偏转角、定位误差共计21项形位公差;最后再加上坐标轴弹性形变引入的误差。介绍了获取建立模型所需的参数的方法,计算出机器人的真实运动轨迹的包络面。经过仿真计算,x、y、z方向的最大运动误差分别是1.7 mm、1.0 mm,、0.4 mm。通过实验验证了计算结果和模型的可行性。 展开更多

关键词 计量学 二轴止交机器人 运动误差 齐次坐标变换

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基于网版印花的3D增材印刷系统重复定位误差分析与优化 被引量：2

13

作者 周江南 李培波 +1 位作者 孙以泽 罗勇 《东华大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2019年第6期906-911,共6页

针对3D增材印花工艺印花厚度高、套印次数多的特点,对印花机承印板的定位误差问题进行溯源分析和装置优化。基于承印板的定位方式,将定位误差分为刚性误差和柔性误差。通过分析误差的来源及传递机理建立误差传递模型,利用齐次坐标变换... 针对3D增材印花工艺印花厚度高、套印次数多的特点,对印花机承印板的定位误差问题进行溯源分析和装置优化。基于承印板的定位方式,将定位误差分为刚性误差和柔性误差。通过分析误差的来源及传递机理建立误差传递模型,利用齐次坐标变换法计算刚性误差。利用有限元分析法仿真计算关键特征点的柔性变形误差,并指出承印板疲劳变形后可能影响重复定位精度。通过一种应用机器视觉系统的试验测试平台,检测承印物的定位,测试优化前后的定位状况。结果表明,印花机承印板的重复定位误差分析结果准确,优化后的误差处于合理范围。 展开更多

关键词 3D增材印花 重复定位误差 齐次坐标变换 优化

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总线式数控机床动态误差测量及辨识 被引量：7

14

作者 殷国为 李翔龙 陈兵 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期313-320,共8页

多轴联动高速加工中,运动参数引起的机床动态误差是产生零件加工误差的重要因素。针对EtherCAT总线型数控机床,以球杆仪QC20-W和工业以太网探头工具ET2000为测量工具,建立了机床动态误差和静态误差模型。首先基于齐次坐标变换理论建立... 多轴联动高速加工中,运动参数引起的机床动态误差是产生零件加工误差的重要因素。针对EtherCAT总线型数控机床,以球杆仪QC20-W和工业以太网探头工具ET2000为测量工具,建立了机床动态误差和静态误差模型。首先基于齐次坐标变换理论建立球杆仪杆长变化量与机床动、静态误差的数学关系;然后根据这两类误差的不同特性,构建了以坐标位置表达的静态误差多项式及以速度、加速度的角频率及相位表达的动态误差低阶正弦多项式。并采用小波变换针对位置信息中的噪声进行降噪处理。最后采用最小二乘理论求解误差表达式中的未知系数。结果表明,指令速度为动态误差的主要因素,加速度为次要因素。在加速度不变,指令速度由20 mm/s依次上升至40、80 mm/s时,动态误差占总误差的比例由2.13%增加到11.74%、49.15%;指令速度不变,加速度由200 mm/s^(2)上升至800 mm/s^(2)时,动态误差占比由22.72%上升至26.83%。 展开更多

关键词 球杆仪 动态误差 齐次坐标变换 最小二乘理论 小波变换

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基于空间混联机构的人体肩部骨骼运动模型 被引量：2

15

作者 聂超 宋智斌 戴建生 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期196-204,共9页

为了描述人体肩部骨骼系统的运动特征,将肩胛骨与胸廓的相对运动关系定义为类似于圆柱-平面副的运动约束,建立了肩部骨骼系统的空间混联机构模型。首先定义了肩部复合体各关节的类型,并完成了肩带部分和整个肩部机构的自由度分析。然后... 为了描述人体肩部骨骼系统的运动特征,将肩胛骨与胸廓的相对运动关系定义为类似于圆柱-平面副的运动约束,建立了肩部骨骼系统的空间混联机构模型。首先定义了肩部复合体各关节的类型,并完成了肩带部分和整个肩部机构的自由度分析。然后通过定义附着于各骨骼上的局部坐标系,以齐次坐标变换矩阵和矢量法建立机构的运动分析方程,求得其关节位置的闭合解。最后为了验证该模型,以获得自肩部运动实验的骨骼姿态数据反向驱动该机构模型,从而得到肩胛骨姿态的计算结果,并与测量结果进行对比。结果表明:该机构模型能够反映肩部骨骼的运动约束关系。同时,该模型可以通过缩放处理从而用于适应不同个体的骨骼几何特征。 展开更多

关键词 肩部复合体 肩带 骨骼运动 齐次坐标变换 空间混联机构

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基于分步体对角线法的数控机床空间误差补偿

16

作者 韩伟 崔益铭 +3 位作者 刘阔 陈玉峰 陈虎 王永青 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第23期79-85,共7页

空间误差的测量与补偿是提升机床加工精度的重要手段。本文采用一种基于激光多普勒位移测量仪的分步体对角线法测量辨识了机床的几何误差元素。然后,基于齐次坐标变换理论,建立了立式加工中心的空间误差模型,并采用离线修改G代码的方式... 空间误差的测量与补偿是提升机床加工精度的重要手段。本文采用一种基于激光多普勒位移测量仪的分步体对角线法测量辨识了机床的几何误差元素。然后,基于齐次坐标变换理论,建立了立式加工中心的空间误差模型,并采用离线修改G代码的方式实施了机床空间误差补偿。与激光干涉仪多线法相比,分步体对角线法更加简便快捷,通过4次测试快速获得12项关键几何误差元素。误差测试与补偿试验结果表明,加工中心的整体精度水平有了大幅度提高,体对角线误差降低为原来的32.5%。 展开更多

关键词 空间误差 分步体对角线法 误差补偿 误差辨识 齐次坐标变换矩阵

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双转台五轴数控机床定轴运动学研究 被引量：2

17

作者 张纪可 范建新 +2 位作者 屠尉立 宋明忠 凌宏 《柴油机》 2012年第2期41-44,56,共5页

针对一些具有复杂曲面的零件,采用五轴联动加工存在编程繁琐、加工效率低及刚性差的问题,提出了五轴定轴加工方法。在分析双转台五轴机床空间运动坐标系的基础上,通过齐次坐标变换及其逆运算得到机床定轴运动坐标。运用该方法对增压器... 针对一些具有复杂曲面的零件,采用五轴联动加工存在编程繁琐、加工效率低及刚性差的问题,提出了五轴定轴加工方法。在分析双转台五轴机床空间运动坐标系的基础上,通过齐次坐标变换及其逆运算得到机床定轴运动坐标。运用该方法对增压器整体叶轮流道的实际加工显示:叶轮流道余量均匀,加工效率提高;验证了双转台五轴数控机床定轴运动学研究的可行性。 展开更多

关键词 双转台五轴数控机床 定轴加工 定位坐标系 齐次坐标变换

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姿轨控发动机常平架轴承孔铣加工误差分析

18

作者 张晓峰 李旭光 刘俊 《航天制造技术》 2021年第2期52-56,共5页

针对姿轨控发动机常平架正交孔系垂直度要求高,加工难以保证的问题,基于齐次坐标变换方法,建立了五轴加工中心调头加工常平架轴承孔的垂直度误差模型。结合MATLAB计算软件,对常平架的垂直度误差进行了定量分析,实现了常平架垂直度误差... 针对姿轨控发动机常平架正交孔系垂直度要求高,加工难以保证的问题,基于齐次坐标变换方法,建立了五轴加工中心调头加工常平架轴承孔的垂直度误差模型。结合MATLAB计算软件,对常平架的垂直度误差进行了定量分析,实现了常平架垂直度误差影响因素的预测。针对模型设计加工试验,试验结果表明,理论计算和实际加工具有较好的一致性,该方法对常平架加工误差的控制具有一定指导作用。 展开更多

关键词 常平架 轴承孔 垂直度 齐次坐标变换 误差模型

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岩石钻进试验台运动学分析

19

作者 许日成 《煤矿机电》 2022年第6期43-46,共4页

为了研究岩石钻进试验台在测试凿岩机凿(钻)孔速度时的运动规律,首先,基于D-H齐次坐标变换方法求解出岩石钻进试验台的运动方程,然后运用ADAMS对岩石钻进试验进行运动学仿真分析,最后运用MATLAB编程绘制出运动轨迹。结果表明:所求解的... 为了研究岩石钻进试验台在测试凿岩机凿(钻)孔速度时的运动规律,首先,基于D-H齐次坐标变换方法求解出岩石钻进试验台的运动方程,然后运用ADAMS对岩石钻进试验进行运动学仿真分析,最后运用MATLAB编程绘制出运动轨迹。结果表明:所求解的运动方程与仿真分析结果相吻合,岩石钻进试验台在测试运行过程中不会出现干涉现象,能够平稳运行,保证测试顺利开展。 展开更多

关键词 岩石钻进试验台 D-H齐次坐标变换方法 运动方程 运动轨迹 仿真

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