基于改进的九线法实施数控机床几何精度补偿方法的研究

应用传统九线法进行精密数控机床误差补偿存在三点不足:首先,因激光测量与机床制造所采用的坐标系不一,在滚转角误差补偿过程中存在着原理性误差;其次,因九线法测量时纳入了测量噪声,将机床重复定位精度等也涵盖在内,导致辨识算法鲁棒性差;第三,九线法所得辨识结果只能用于误差补偿,而不能用于前期机床精度设计与机床装配与调试过程中精度的控制与工艺优化,原因在于该模型在设计时忽略了机床结构参数。以上3点限制了传统九线法的应用领域及测量结果的公信度。通过误差补偿模型重构、计算机仿真分析、实证对比研究、误差修正参数计算、实测结果校核等步骤,证明了建立的模型能修正传统九线法模型的3点不足,提高了九线法滚转角误差的辨识精度。

数控机床几何精度溯源方法研究

几何精度是数控机床的重要性能指标,基于激光测量原理的'九线法'是几何误差溯源最常用的手段。系统分析'九线法'在应用中存在的三类问题,并对其做出改进,建立新型几何误差辨识模型,该模型可有效提高误差辨识结果的稳定性,且该模型可实现运动副制造安装误差的溯源,以指导机床装配与精度设计。同时,针对传统九线法滚转角误差辨识中存在原理性偏差的问题,提出一种试验修正方法,以提高滚转角误差的辨识精度。计算机仿真和试验结果表明,所述理论与方法可以更加有效地实现数控机床几何误差的溯源。

基于激光修正测量的机床进给系统几何误差辨识新方法

针对目前数控机床进给系统几何误差辨识中所采用的基于激光测量的九线法的不足,为提高进给系统几何误差的辨识精度,通过对九线法的原理性误差进行分析,在九线法原理的基础上提出一种几何误差辨识新方法。该方法通过增加角度测量对直线度误差进行修正,并对测量点的选取和坐标系的选取进行了优化,以得到更加准确的辨识结果。结合单轴进给系统试验台的误差辨识实例,验证了该方法对提高辨识精度的有效性。

数控机床平动轴几何误差辨识方法改进

为解决测量数控机床平动轴几何误差常用的九线法在实际应用中存在的误差溯源困难、辨识稳定性差的问题,系统分析了九线法的测量过程和辨识原理,提出一种改进的辨识方法。利用几何误差和测量坐标系之间的依附关系,合理布置坐标系的位置,保证了辨识结果的溯源价值,有利于指导机床加工和调试。通过增加测量维度和搜索最优测点布局,对辨识模型的矩阵结构和参数进行优化,以提高辨识的稳定性。仿真分析和测量实验结果表明,改进的辨识方法求解精度较高,辨识稳定性显著提高。

基于双频激光干涉仪的DM1007数控铣床几何误差辨识的实验研究

对DM1007数控铣床几何误差进行了描述,采用九线辨识法对其进行误差辨识,并使用英国Ren-ishaw公司生产的ML10Gold型激光干涉仪进行了误差辨识试验,证实了该方法的简单快捷且具有较高的辨识精度。

基于几何误差灵敏度的卧式数控镗床运动精度分析

提出了一种基于几何误差灵敏度的卧式数控镗床运动精度分析方法。针对典型卧式镗床进行几何误差溯源分析,确定影响机床X,Y,Z轴运动精度的21项几何误差,基于多体系统运动学理论,考虑机床各典型体间误差耦合作用机制,建立机床的空间误差模型。借助激光干涉仪对某大型卧式数控镗床进行几何误差检测试验,将检测结果输入九线法几何误差辨识模型,分离该机床的21项几何误差,并对各几何误差进行多项式拟合,据此分析该机床的空间误差场的分布特征,并针对各几何误差项进行灵敏度分析。结果表明:X,Y轴关键误差因素为位移误差,Z轴关键误差因素为直线度误差。通过对各关键因素进行精度补偿,实现该机床空间误差场分布的优化分析。对比分析表明,补偿后的空间误差场在各线性轴分布趋于均匀,最大误差从0.056 4 mm减小为0.027 8 mm,机床的空间运动精度得到明显提高。该分析方法可为此类型机床运动精度分析及空间误差补偿提供理论依据。

基于支持向量回归机的数控机床几何误差元素建模研究

针对数控机床几何误差元素建模时面临的误差样本数据少且呈非线性的问题,研究在小样本数据集非线性回归分析中具有独特优势的支持向量回归机,并基于此建立数控机床几何误差元素的预测模型。分析现有几何误差检测中常用的九线法所存在的测量选点难和计算累积误差等问题,提出增加每条测量线垂直方向直线度的测量和修正误差项计算模型的改进方法。以高斯径向基核函数为支持向量回归模型的核函数,运用交叉验证法,选取合适的模型参数,求解凸二次规划问题,进而建立几何误差元素的预测模型。以QLM27100–5X五轴龙门机床X轴为例,基于改进的九线法进行测量辨识得到几何误差样本数据,然后分别基于支持向量回归机和最小二乘法建立几何误差元素预测模型,对比两个模型的预测精度,结果显示,前者的预测均方差值MSE为0.0238,小于后者的0.072,验证了支持向量回归模型在小样本集下具有更高的预测精度。

三坐标数控机床误差建模与补偿的实验研究

以多体系统运动学分析理论为基础,利用双频激光干涉仪测量机床误差,采用九线法辨识机床误差参数,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用已发开的误差补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度。

基于激光干涉仪的数控机床几何误差辨识与补偿

利用RenisawML10激光干涉仪测量机床误差,采用九线法对三轴数控机床误差参数进行辨识,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用误差补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度.

三轴数控机床几何误差参数辨识与补偿

采用九线法对三轴数控机床误差参数进行辨识,介绍了激光干涉仪的测量原理,利用Reni-sawML10激光干涉仪对机床几何误差进行测量,结合具体机床,准确建立了误差补偿的数学模型,利用补偿软件实现了误差补偿,显著地提高了数控机床的加工精度.