基于输入整形的丝杠传动的振动误差补偿

针对丝杠传动系统中存在的由机械结构弹性形变产生的振动误差,首先,通过改进集中参数法与分布式参数法相结合的方法建立系统拉格朗日方程,从而求得动力学模型,得到X、Y方向上的传递函数,并将闭环传递函数进行降阶处理;然后,在Simulink中仿真实验,根据降阶函数计算输入整形器参数,分别比较ZV输入整形和ZVD输入整形的误差补偿效果;最后,在自主研发的实验平台进行应用验证:在负载较轻的X轴运动时,两种补偿方法稳定性相差不多,ZV输入整形器调整时间更短;而在负载较重的Y轴运动时,ZVD输入整形器更稳定。

基于多项式混沌的机床几何误差灵敏度分析

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。

双圆弧滚珠丝杠的滚道截型误差对摩擦力矩影响分析

针对摩擦力矩过大造成滚珠丝杠副运行过程中柔顺性降低和温升的问题,从其产生机理出发,建立具有滚道截型对称性误差和滚道半径误差的滚珠丝杠三维模型,利用赫兹接触理论基于Adams软件仿真分析了不同滚道截型误差对摩擦力矩的影响。与实测结果相比,滚道半径误差仿真模型产生的摩擦力矩均值与实测均值相对误差在11.41%以内,验证了仿真模型的有效性。通过仿真和试验表明,改变滚道半径能控制摩擦力矩的均值;控制滚道截型对称性误差能降低摩擦力矩波动范围。该结果可为降低滚珠丝杠副摩擦力矩、提高柔顺性提供理论参考。

CNC机床丝杠热误差实时补偿设计及自动补偿试验

为了降低数控机床丝杠传动系统因热误差引起的定位误差,完成机床工作台各运行阶段的实时补偿。用非接触模式为丝杠非电机连接端安装位移检测器,以电涡流传感器时间监测丝杠端面位置数据,获得丝杠产生的总热误差,通过热补偿得到每段丝杠的热误差程度,确定每段坐标系原点发生的偏移,完成自主补偿机床丝杠热误差的效果。研究结果表明:采用分段补偿方法可以获得比其他热误差补偿模型更优的丝杠全段补偿性能。分别检测丝杠各段发生的热误差再对其实施补偿,可以根据丝杠各部位热误差程度实施补偿。

成型铣刀盘安装孔与刀杆间隙安装误差对螺杆转子型线的影响

在转子加工过程中存在各种影响转子型线加工精度的误差,大多研究都是针对中心距和安装角调整误差对转子加工的影响进行分析,但铣刀盘安装孔与螺杆铣床刀杆间隙引起的安装误差对转子型线造成的影响还有待研究。此安装误差可表现为刀盘几何轴线与回转轴线间的偏心、两轴线间的偏转、偏心与偏转的耦合三种形式,本文研究了三种形式的安装误差对转子型线的影响规律和影响大小,此研究结果对转子型线的精度分析与误差控制有一定的指导意义。

基于闪测仪的螺纹样板校准方法研究

为确保螺纹样板的螺距、牙型半角等参数的准确性和可靠性,提升测量的效率,本文通过介绍以闪测仪代替传统影像式测量仪测量螺纹样板的方法,并对测量过程和数据进行分析,提出了准确的测量方法、测量模型和测量不确定度。同时,通过原理分析和试验比较,为螺纹样板的校准提供了参考。

基于热误差补偿的行星滚柱丝杠综合性能试验台设计与分析

行星滚柱丝杠综合性能是丝杠性能的主要指标,现有测试系统多以静态测量法进行测量,操作复杂且偶然误差较高。通过对行星滚柱丝杠综合性能动态测试系统的试验原理、硬件设计、软硬件通讯、软件界面结构的研究,设计了一套行星滚柱丝杠综合性能动态测试系统。基于LabVIEW设计上位机人机交互与控制监测软件对丝杠热伸长量进行了检测,并使用最小二乘法分析丝杠温升与位移的关系,对定位精度试验进行误差补偿。实验结果表明,所设计的试验台系统可以测量行星滚柱丝杠定位精度、噪声、温升、极限转速、加速度,同时热误差测量补偿系统可以减小温度变化对测量位置的影响,补偿前后精度测量指标提升均在30%以上,偶然性误差较小并且精度提高。

Load-induced error identification of hydrostatic turntable and its influence on machining accuracy

In heavy duty machine tools, hydrostatic turntable is often used as a means for providing rotational motion and supporting workpiece, so the accuracy of turntable is crucial for part machining. In order to analyze the influence of load-indcued errors on machining accuracy, an identification model of load-induced errors based on the deformation caused by applied load of hydrostatic turntable of computerized numerical control(CNC) gantry milling heavy machine is proposed. Based on multi-body system theory and screw theory, the space machining accuracy model of heavy duty machine tool is established with consideration of identified load-induced errors. And then, the influence of load-induced errors on space machining accuracy and the roundness error of a milled hole is analyzed. The analysis results show that load-induced errors have a big influence on the roundness error of machined hole, especially when the center of the milled hole is far from that of hydrostatic turntable.

Design of General Accuracy of the Dynamic Measurement Instrument for 3 meter Leadscrew by Laser Interferometric Control

The accuracy distribution of measuring instrument for 3-Ineter leadscrew by laser is studied according toerror theory. In this paper, the tables of overall accuracy distribution used as foundation of design and manufactureare drafted.

术中导航漂移校准技术对Lenke 1型青少年特发性脊柱侧凸顶椎区置钉精度的影响

目的:研究Lenke 1型青少年特发性脊柱侧凸(Adolescent idiopathic scoliosis,AIS)顶椎区在术中导航漂移校准技术辅助下置钉的精确性及偏出方向,并分析影响导航置钉偏移的相关因素及导航漂移校准技术的临床意义。方法:分析2017年~2020年行三维矫形术的Lenke 1型AIS患者60例,其中导航辅助置钉30例(导航组),术中导航漂移校准技术辅助置钉30例(导航校准组)。收集两组患者的基本信息和影像学资料,根据付长峰椎弓根分型系统对两组患者顶椎区椎弓根分型,并依据Rao分型评估两组间置钉的精确性。结果:两组间共置入600枚螺钉,导航组297枚,导航校准组303枚。导航校准组A、B、C型椎弓根0级椎弓根螺钉置钉率分别为95.7%、86.7%与68.9%,显著高于导航组的73.9%、66.9%与30.0%,两组间差异均具有统计学意义(P<0.05)。此外,导航校准组A、B、C、D型椎弓根螺钉穿破内侧皮质率分别为0%、1.6%、1.6%与0%,低于导航组的16.3%、16.9%、30.0%与47.6%。同时,在顶椎区凹侧导航校准组A、B、C、D型椎弓根置入螺钉穿破内侧皮质率为0%、3.6%、2.6%与0%,显著低于导航组的34.4%、25.9%、37.2%与60%,两组间差异具有统计学意义(P<0.05)。两组间均未发生脊髓、神经血管损伤等严重并发症。结论:与单纯导航相比,术中导航漂移校准技术可提高重度Lenke 1型AIS顶椎区置钉精度,降低内侧皮质穿破率,减少凹侧椎弓根误置率,增加重度AIS患者顶椎区置钉安全性。

滚珠丝杠副传动效率的模型建立及试验研究

传动效率是衡量滚珠丝杠副的传动性能的重要指标,目前传动效率的研究对接触面的摩擦润滑情况缺少深入分析,试验研究较少且多是针对某型号样件。为了得到更符合实际情况的传动效率模型并对传动效率影响因素进行分析,基于载荷分布理论,分析考虑工艺误差的滚珠丝杠副承载运动情况,再结合弹流润滑理论得到滚珠丝杠副在不同工况下的摩擦系数变化规律,从而得到新的传动效率模型,再对传动效率影响因素进行计算和分析,最终设计试验验证传动效率模型并分析不同轴向负载、转速、预紧力、润滑粘度对传动效率的影响。试验结果表明新模型的计算值与试验值的相对误差最大为6.42%,验证了新模型的有效性与合理性。

基于全局灵敏度分析的卧式加工中心关键几何误差元素溯源研究

针对局部灵敏度分析试验点单一、全局灵敏度分析变量自带随机性的问题,提出一种基于几何误差元素辨识和全局灵敏度分析的机床关键几何误差元素溯源方法。借助螺旋理论构建基于全局坐标系的机床空间误差模型,借鉴正交实验设计思想,在机床工作空间内选取25个试验测点,设计关于位置误差模型的多因素正交试验。将正交试验的显著性检验结果F值作为全局灵敏度系数,准确溯源机床12项关键几何误差元素,为数字制造装备精度设计提供了重要的理论基础。

数控机床误差补偿关键技术及其应用研究

数控机床是一种利用数控系统控制机床运动和加工过程的先进设备,其加工精度和质量受到多种因素的影响,如滚珠丝杆的螺距误差等。螺距误差会导致机床定位精度降低,影响加工精度。为解决这一问题,文章研究数控机床误差补偿的关键技术及其应用,介绍数控机床误差补偿的原理,分析数控机床误差补偿的基本要素,并设置数控机床误差补偿参数结构体及误差补偿流程,最后进行数控机床误差补偿实验。通过实验发现,加入补偿后,X轴的各项检验指标都得到显著改善,均满足国标允差值要求。

结构热变形对机床进给系统热误差的影响分析

以某企业生产的T-500B高速钻铣加工中心为研究对象,利用有限元仿真软件对机床实际工况下丝杆进给系统的热特性进行模拟分析,寻找出进给系统与结构铸件间的整体热变形规律,同时还根据丝杆的热变形规律,分别通过考虑结构铸件变形与否这两种不同情况,建立起机床进给系统相应的热误差模型并进行模拟验证分析,最终得出了两种情况下丝杆在有效行程范围内的热误差曲线,提高了热误差模型的准确性,对机床热误差预测模型的构建具有一定的参考价值。

车载充电机拧紧工艺缺陷与解决方案综述

该文介绍车载充电机自动化生产线中常规的工艺,特别是其中螺钉拧紧过程的介绍,分析当前生产线中手动拧紧存在缺陷,通过工艺合理排布,使用自动拧紧或手动拧紧,可以有效解决。针对于自动拧紧工具、取料方式以及质量管理过程的介绍与梳理,可以有效地改善国内当前车载充电机自动化生产线中拧紧,为产线规划提供依据。

驱动系统摩擦扰动的模糊平方项自适应滑模控制

为了提高滚珠丝杠系统的运动精度同时减少能耗,提出了一种新的模糊平方项自适应滑模控制方法,可以在降低能耗的同时有效提高滚珠丝杠系统的运动精度。采用集中质量模型建立滚珠丝杠动力学模型,同时引入LuGre摩擦模型,估计摩擦力。所提出的自适应方法可以在非线性滑模面的趋近和滑动阶段根据误差平方项的变化来自动调节控制增益,设计了对应的边界层厚度模糊推理系统,在提高信号输出、减轻颤振和实现精确跟踪的同时减少高增益带来的能耗。实验数据显示,当使用设计的FASMC控制器时,最大跟踪误差为21.32μm,在工作台增加20 kg质量块和高速负载情况下,最大跟踪误差分别为22.15μm和24.97μm。与一阶滑模FOSMC控制器和其他自适应控制器的对比结果表明,所提出的控制策略可以有效提高跟踪精度和鲁棒性。

压力容器滚压螺栓旋合拉伸影响因素研究

针对某反应堆压力容器滚压螺栓旋合和拉伸试验过程中发生卡滞问题,通过一系列螺栓检测及试验研究,分析螺栓旋合和拉伸过程中发生卡滞的原因,确定螺纹配合间隙、螺距累积误差及螺旋线偏差是影响滚压螺栓旋合和拉伸的主要因素。

滚珠丝杠副内螺纹的图像测量

为了在一个系统中对滚珠丝杠副内螺纹进行无损探测及几何参数测量,提出了基于工业CT技术及图像处理技术的滚珠丝杠副内螺纹的非接触测量方法。工业CT机采集的图像经过图像预处理、二值化、轮廓提取及细化等处理后,图像信息转变成宏观图形信息。借助图像处理中提取的滚珠丝杠副内螺纹的边界,使用自编程序测量和计算螺母的齿形圆弧、珠心径、滚道跳动及螺距,测量误差分别为0.017mm、±0.015mm、0.013mm和±0.025mm。测量结果能够满足产品技术要求。

数控机床丝杠传动误差正反双向补偿功能的实现

研究了数控机床丝杠传动误差补偿原理 ,探讨了丝杠误差测量及制订误差补偿表的方法 ,实现了数控机床丝杠误差正反双向补偿功能 。

考虑结构热变形的机床进给系统热误差研究

为系统研究精密机床进给系统热误差的形成机理及其影响因素,提出了一种考虑结构热变形的进给系统热误差建模方法。在考虑进给系统内生热源及冷却系统对丝杠螺母副的温升和丝杠热变形作用机制的前提下,同时考虑了进给系统内生热源对精密机床结构大件(床身、立柱、溜板)热态特性的影响规律。通过分析结构热变形引起的进给系统电机座和轴承座相对位置的变化,建立了综合考虑结构大件和丝杠热变形的进给系统热误差模型。以JIG630精密卧式加工中心为例,进行了考虑结构热变形和不考虑结构热变形的进给系统热误差建模与仿真分析,并开展了相应的测试验证实验。结果表明考虑结构热变形的进给系统热误差模型仿真值与实验结果具有更高的一致性。该建模方法对精密机床进给系统热平衡设计、热误差的控制与补偿具有重要参考意义。