环形桁架式空间薄膜展开机构运动精度可靠性建模与分析

空间薄膜展开机构的姿态和位置精度会对薄膜索网的工作形态产生影响。文章首先构建环形桁架式空间薄膜展开机构运动精度可靠性理论模型,然后基于ADAMS建立考虑展开机构杆长误差的参数化仿真模型,并采用蒙特卡罗法对展开机构进行运动精度可靠性仿真分析,求解运动精度可靠度。结果表明,以机构展开到位时折展杆支撑点所拟合的空间圆心坐标位置误差及半径误差作为其运动精度可靠性量化评价指标是正确的。该研究可为空间薄膜展开机构的可靠性设计提供参考。

基于极值响应的某翻转输药机构运动精度非概率可靠性分析

翻转输药机构是弹药自动装填系统的重要组成部分,其运动精度可靠性对于确保发射药输送动作的顺利执行至关重要。现有的机构运动精度可靠性研究主要基于输入参数的概率模型,需要通过大量实验样本数据来确定参数的概率分布函数,这对于很多工程实际问题而言成本极高甚至无法实现。然而,将输入变量考虑成非概率区间模型在一定程度上可以规避上述难点,区间模型不要求输入变量,有详细的样本特征,只需要确定输入变量的不确定幅度或者界限,这相对于确定变量的概率分布较为容易。在此基础上,针对机构运动精度可靠性的评估提出了一种基于输入参数非概率区间模型的新型时变可靠性分析方法。该方法旨在机构完整运动时间区间内搜索输出响应区间域的局部极值时刻,并引入非概率可靠性指标来评估和分析局部极值时刻的瞬时运动精度可靠性,由此将时变可靠性问题转化为瞬时可靠性问题。将该方法应用于某翻转输药机构进行可靠性评估,结果表明所提出的非概率时变可靠性分析方法对机构运动精度可靠性分析具有一定指导意义。

Stewart型并联机器人的奇异对其运动精度的影响

以9-3 Stewart型并联机器人为研究对象,分析其在机构接近奇异位形时动平台运动精度的情况。通过计算并联机器人速度Jacobian矩阵的行列式得到奇异点的坐标。通过虚拟样机实验,得到动平台参考点位置反解和正解计算的相对误差。用转动Jacobian矩阵条件数的倒数来度量机构接近奇异的程度,并分析该程度与上述相对误差之间的映射关系。研究结果表明:当指标值大于7.027×10^(-5)时,正、反解的相对误差可忽略不计,这为奇异规避、路径规划等后续工作提供了理论参考。

滚动直线导轨运动精度快速检测装置的研发

目前汽车制造企业对直线导轨直线运动精确度的测量,主要是通过千分表及专用位移传感器来实现自动测量的方式,在检测时必须找正安置、稳定待测试导轨,费时费力且工作效率低下。文中研制了一种导轨运动精度的快速测量设备,可以不用找正,直接安置稳定待测试导轨,直接使用高精度传感器完成了导轨直线运动精度的自动、高速测量,更加适应了汽车企业产业化制造加工的需求。

火炮自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性与灵敏度

为高效准确地分析某自动装填系统摆动机构的运动精度可靠性,并分析其尺寸参数的可靠性灵敏度,构建摆动机构运动学模型。考虑摆动机构尺寸误差以及铰接间隙的影响,利用稀疏网格数值积分方法获得运动学响应变量的前4阶统计矩,通过鞍点估计方法得到运动学响应变量的概率密度函数,获得某自动装填系统摆动机构运动精度可靠度,并以此为条件通过计算得到尺寸参数的可靠性灵敏度分析结果。研究结果表明:新方法的计算结果能够较好地吻合蒙特卡洛方法获得的结果,且所需样本点较少,验证了方法的有效性,同时计算所得的摆动机构运动精度的失效概率较小,运动精度可靠性较高;主动臂长度对运动可靠性影响较大,其余参数影响较小,为摆动机构基于可靠性的设计提供了参考。

齿轮齿条传动的运动精度计算分析

齿轮齿条传动可以实现较高精度、较长行程的直线运动。针对齿轮、齿条以及相关结构的加工和装配精度对运动精度的影响进行分析。以某典型齿轮齿条传动方案为例,给出可实现运动精度指标的选型和计算过程,为同类直线传动系统的设计提供参考。

基于多面体和靶标的转台运动精度测量方法研究

针对工程实际中环扫天线转台的运动精度测量问题,设计一种基于多面体法和靶标法结合的运动精度直接测量法。采用“电子经纬仪+靶标”与“平面度检测仪+正多面棱体”组合搭建测量系统的方法,实现分别对转台输出主轴和旋转变压器轴的角位移检测;研究该方法的测量原理与实施步骤并对方法的不确定度进行分析。该方法相较于常规间接测量方法可以减少数据转换过程中的误差,增加测试结果的可信性。通过某环扫天线转台展开测试,实验结果表明:该方法能满足转台运动精度测量需求,具有易操作、高精度的特点。

M型预制袋袋口折合机构运动精度可靠性优化

目的为提高M型预制袋包装机袋口折合机构轨迹输出点的运动精度,对袋口折合机构进行运动精度可靠性优化。方法在运动学分析的基础上,用环路增量法建立考虑杆长误差时袋口折合机构的位置误差模型,接着对轨迹输出点进行可靠性分析及蒙特卡洛法验证,通过灵敏度分析确定关键误差影响因素,最后进行运动精度可靠性优化。结果建立的可靠性模型可以有效地反映杆长误差对机构运动精度的影响,x分量轨迹的可靠度由82.5%提高至92.91%,y分量轨迹可靠度由65.34%提高至89%。结论经过可靠性优化能够使袋口折合机构运动精度满足设计要求。

不同指令轨迹条件下滚珠丝杠进给系统运动精度特性研究

滚珠丝杠进给系统是高档数控机床重要部件,其运动精度决定了多轴联动加工机床的加工精度,在高速、高精度滚珠丝杠进给系统中,其指令轨迹参数是影响运动精度的重要因素。基于Simulink和Simscape搭建滚珠丝杠进给系统半物理机电耦合仿真模型,考虑不同指令轨迹参数,开展运动精度仿真及分析。结果显示,指令轨迹的位置、速度和加速度等参数对滚珠丝杠进给系统运动精度有重要影响,因此,在多轴联动加工机床中,合理规划进给系统轨迹参数对于提高其运动精度具有重要意义。

大型龙门导轨磨床工作台运动精度控制方法研究

大型龙门导轨磨床工作台整机运动场、主轴漂移量、补偿误差均会对控制精度产生影响,因此研究新的大型龙门导轨磨床工作台运动精度控制方法;根据大型龙门导轨磨床基本结构连接形态,求解主要技术参数,实现龙门导轨磨床工作台设计;从静态、动态两个角度出发,分析立柱部件、横梁部件受力情况,确定多目标拓扑与模态有限元条件,以此分析磨床工作台的运动特性;以动静态参数求解结果和整机运动场为基础,计算主轴漂移量的取值范围,结合相关运动参数计算补偿误差数值,结合对补偿误差数值计算以及PDDF控制器结果对工作台运动精度进行控制;实验结果表明,所提方法可以将工作台运动路径拟合误差控制在0~0.07 mm范围之内,满足龙门导轨磨床工作台运动精准控制的要求,实际应用效果好。

直线模组运动精度补偿在预键合中的应用

在预键合生产环节中,直线模组运动精度补偿主要用于解决由于工作台运行精度偏差造成的预键合误差,从而提高整机的键合精度。直线模组运动精度补偿是利用激光干涉仪的线性测长测量直线模组在全行程内的实际位置,再将实际位置偏差值通过补偿驱动器进行补偿设置,从而得到完全符合实际机构运行工况的运行数据。

数控机床的运动精度诊断──评述与对策

评述了国内外有关数控机床运动精度测试、诊断与补偿方法的研究情况。在硬件方面分析比较了７种方法；在软件方面分析比较了日本垣野、韩国Ｓ．Ｗ．Ｈｏｎｇ、Ｈ．Ｋ．Ｐａｈｋ、中国台湾Ｊ．Ｍ．Ｌａｉ、浙江大学、天津大学等有关运动误差源建模与识别、多体法误差补偿技术等的研究。指出为提高数控机床的开动率和运行质量，必须走检测—诊断—补偿的途径，先把机床调整到最佳状态，使状态误差尽可能小后再去补偿。提出并介绍了名为“三圆（检测诊断控制）法”的对策。

平面四杆机构运动精度可靠性分析与数字仿真

通过引入误差随机变量并应用微小位移的线性迭加原理 ,对平面四杆机构分别在仅有杆长尺寸误差或铰链间隙误差以及两种误差同时存在的 3种情况之下 ,对其输出运动误差进行了分析与综合 ;建立了机构运动精度可靠性分析模型 ;利用计算机数字仿真技术 ,考察了机构中杆长尺寸误差和铰链间隙误差随机变量均值和方差的改变对机构输出运动精度可靠度的影响 ,从中获得了一些有意义的结论 .

气囊抛光过程的运动精度控制

针对用于球面、非球面光学元件超精密光学加工的气囊抛光技术,提出了一套控制抛光过程中气囊运动精度的方法。该方法通过控制加工单元的温度,保证抛光过程中设备运动精度达到50μm;使用坐标传递法,使检测数据二维方向对准不确定度达到0.30-0.70mm。另外,基于磨头去除量估计与反馈修正法,提高精抛过程面形误差收敛效率。最后,通过磨头探测校准法,将磨头与加工工件法向位置精度提高至10μm。实际抛光实验显示：使用运动精度控制法在280mm口径的平面精密抛光中获得的面形加工精度为0.8nm（RMS）,在160mm口径的凹球面精密抛光中获得的面形加工结果为1.1nm（RMS）,实现了超高精度面形修正的目的,为超高精度球面、非球面光学元件加工提供了一套行之有效的方法。该方法同样适用于其他接触式小磨头数控抛光方法。

基于运动精度可靠性的平面四杆机构优化设计

以具有杆长尺寸和铰链间隙误差的平面四杆机构为对象 ,运用微小位移线性迭加原理 ,对机构的输出运动误差进行了可靠性分析 ;建立了以杆长误差和铰链间隙的均方差为设计变量 ,满足运动精度可靠度和设计变量上下限要求为约束条件 ,使机构制造加工费用极小化为目标函数的优化设计数学模型 ;利用外点法和 Powell方向加速法求解 。

基于概率的凸轮机构运动精度分析

将各种原始误差均视为随机变量 ,对平面凸轮类机构的凸轮与滚子的形状误差、铰链与移动副的间隙、磨损量、凸轮与滚子的偏心、凸轮偏距圆尺寸误差等各项随机变量分别进行了分析 ;应用微小位移的线性迭加原理综合出各项误差引起的机构运动输出总误差 ,并建立了机构运动精度可靠性分析模型。通过实例计算 。

任意分布参数平面连杆机构运动精度可靠性稳健设计

将可靠性优化设计理论、可靠性灵敏度技术和稳健设计方法相结合,讨论了具有任意分布参数的平面连杆机构运动精度可靠性稳健设计问题,提出了可靠性稳健设计的数值计算方法。在基本随机参数的前四阶矩已知的情况下,通过计算机程序可以实现平面连杆机构的运动精度可靠性稳健优化设计,迅速准确地得到平面连杆机构的设计信息。

数控机床进给系统传动刚度变化对运动精度稳定性的影响规律

数控机床在整个加工空间中的不同位姿下,其运动精度的变化对机床的工作精度与效率的提高有着重要影响。定义运动精度稳定性,并提出利用闭环传递函数的灵敏度研究数控机床运动精度稳定性的方法。建立双惯量进给系统模型,针对解析求解的复杂性,使用渐近线近似法求取闭环传递函数关于传动刚度的灵敏度函数,揭示半闭环/全闭环下灵敏度函数的显著不同;在此基础上,根据典型运动误差相关指令的频谱分布特点,分析传动刚度变化对稳态跟随误差、准停过程振动超调量、圆运动半径误差的影响规律。发现其中指令频宽与控制带宽的比值为主导因素,即仅当指令频宽接近控制带宽时才有显著影响,其他重要的影响因素为控制结构(半闭环/全闭环)和控制带宽与机械共振频率的比值;以系列仿真验证了上述影响规律。

铰链间隙对连杆机构运动精度的重要性测度分析

为研究铰链间隙的不确定性对连杆机构输出误差和失效概率的贡献,以舱门机构为例,建立了其多体运动学模型。将机构部件分类为拉压杆和受弯杆,基于"等效杆长理论",建立了运动精度模型和可靠性模型。分别采用针对输出误差和失效概率的矩独立重要性测度方法,对铰链间隙进行了重要性测度与分析,研究了铰链间隙分布参数的变化对其重要度的影响。计算和分析结果表明,铰链间隙均值的变化对重要度影响较小,标准差的变化对重要度影响较大。减小铰链间隙的标准差,能更为显著地降低其不确定性对机构输出误差和失效概率的贡献。

数控磨床磨削运动精度分析与控制方法的理论研究

在大中型工件的精密磨削过程中，数控磨床的运动精度是影响工件几何形状误差的重要因数．运用多 体系统运动学理论，建立了计及误差的数控磨床运动方程，揭示出保证精密磨削过程得以实现的机械系统运动 本质，并以此为基础，提出适合精密磨削运动控制的数控指令生成方法．