双转台五轴数控机床旋转轴位置无关几何误差辨识

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。

浅析轴系对中时百分表位置的选取和应用

百分表对中法是设备轴系连接过程中最常用的对中方法,针对百分表对中不同的计算方法已有较多文章描述,但鲜有针对百分表安装位置进行的专业分析和指导。本文旨在针对轴系对中时,对百分表放置位置、百分表头预压位置进行介绍和分析,有利于对中人员在对中过程中能在不同对中设备及空间条件下,快速的判断最佳的百分表放置位置,得出准确的对中读数,保证读数的有效性,从而保证轴系对中精度,保障设备运行安全。

大行程柔性微定位平台的伴生转动分析

大行程柔性微定位平台在运动过程中不可避免地产生伴生转动现象,并对其定位精度造成消极影响。为降低伴生转动对平台定位精度的影响,提出一种基于柔性杆的三移一转(3-PPPR)型大行程柔性微定位平台,基于线弹性梁理论模型并考虑柔性杆轴向形变,对两移一转(PPR)柔性运动副伴生转角进行了理论建模,并基于此完成了对所提平台在单轴、双轴及三轴驱动时产生伴生转角的理论分析;再采用有限元分析对理论模型进行验证。最后探究了柔性杆尺寸参数与平台伴生转角之间的灵敏度关系,为所提平台性能提升奠定了基础,并据此提出了改善所提平台运动性能的优化方案。结果表明:3种驱动条件下平台伴生转角理论值与仿真值最大相对误差为2.46%。

低雷诺数下双元素翼帆的襟翼几何参数对其推进特性影响研究

为了研究大型船舶在航行中翼帆对其推进性能的影响规律,建立了一种双元素翼帆模型,并采用雷诺平均N-S方程在定常和非定常工况下对襟翼几何参数变化的模型进行数值仿真。结果表明,双元素翼帆气动特性的改变体现了襟翼旋转轴位置、襟翼偏转角以及缝隙宽度之间的非线性耦合作用。襟翼旋转轴位置的前移实际上是增大了缝隙宽度,进而增加了流过缝隙的流体,避免了主翼尾流的流动分离。然而,襟翼旋转轴位置的前移距离也受到襟翼偏转角的限制,在襟翼偏转角为25°,攻角为6°,当襟翼旋转轴位置由90%前移到85%时,襟翼吸力面发生了大尺度流动分离。襟翼旋转轴位置不宜过于靠前或靠后,当相对缝隙宽度为2.4%时,襟翼旋转轴位置为85%较为合理。

数控机床旋转轴转角定位误差测量方法

为实现多轴数控机床空间误差的补偿,提出一种基于球杆仪组合路径的数控机床旋转轴转角定位误差的测量方法.根据转角定位误差敏感方向,通过组合切线测量和平动轴圆轨迹测量方法,无需机床空间误差模型和繁琐的误差解耦计算,便可直接辨识转角定位误差.采用模型仿真验证该方法的可行性和对照实验验证可靠性.实验结果表明组合路径测量方法的辨识结果与激光测量结果吻合较好,两者的测量结果差异δ≤0.007 8°.该方法测量过程操作简单、辨识原理直观易懂,可用于机床旋转轴定位精度的评估以及为误差补偿提供依据,从而提高机床加工精度.

基于单轴旋转的光纤捷联惯导系统误差特性与实验分析

针对惯性器件偏差是影响惯导系统导航精度的主要因素,同时考虑到多种误差源对调制型捷联系统的影响,提出了一种利用惯性测量单元(IMU)四位置转停的误差调制方法。分析了调制型捷联系统的误差特性并建立了四位置转位方案模型。利用实验室自行研制的光纤捷联惯导系统分别进行IMU静止和四位置转位运动下的长时间导航实验,实验结果表明了该方法的有效性。

FOG双轴旋转六位置现场标定方法

光纤陀螺的制造工艺决定陀螺的漂移、刻度因数等参数随着运行时间的增加发生变化,必须定期进行陀螺重标定。实验室的传统标定方法依赖于高精度三轴转台,不能满足现场标定的要求。针对现场标定条件,必须降低标定对于姿态基准的要求。针对该问题,分析旋转机构误差调制机理,充分利用旋转机构,以输入角速率变量为基准,给出一种适用于现场标定的六位置标定方法。以自制的光纤陀螺为研究对象,实验结果表明:该方法与传统实验室标定方法精度相当,缩短了标定时间,有效地降低了标定对转台的依赖。

基于G_F集的锻造操作机构型方法

为了发展新型锻造操作机,提出基于G_F集的锻造操作机构型方法及其构型法则。阐述一种包含移动项和转动项且转动项转动轴线交于一点的特殊集合G_F集的概念及构型特点:研究G_F集中移动项对转动项转动轴线位置的影响,提出并证明了移动对转动轴线位置影响定理,基于此定理定义了G_F集的求和与求交的运算法则;将锻造操作机要求实现的运动分解为由钳杆提升、俯仰和沿操作机前进方向的运动组成的主运动以及由操作机侧移和侧摆组成的次运动两部分,从这两部分的运动入手,采用G_F集方法构造出一系列锻造操作机。从锻造操作机的构型过程来看G_F集方法是一种直观的构型方法,该方法为锻造操作机构型提供了一种新思路。

单轴旋转式光纤捷联惯导系统定位精度分析

为了方便地对单轴旋转式光纤捷联惯导系统的定位精度进行评估,提出了定位误差调制度(PEMD)的概念,并给出了运用PEMD对单轴旋转式捷联惯导系统定位精度进行评估的方法。对于长时间工作的惯导系统,通常情况下用经度误差来衡量系统整体的定位误差,推导了单轴旋转式捷联惯导系统PEMD的计算方法。针对不同地理位置的惯导系统调制效果进行了仿真分析,仿真结果与PEMD推算结果一致。结果表明,系统的调制效果与地理位置有关,纬度越低系统调制效果越好。最后运用实验室自行研制的光纤陀螺捷联惯导系统进行了静态实验和旋转调制实验,对PEMD估计定位误差结果的有效性进行了验证。实验表明:PEMD是一种准确、有效的旋转式捷联惯导系统定位精度分析方法。

数控弧齿锥齿轮磨齿机回转轴定位误差检测及补偿研究

基于回转轴激光多普勒测量原理,研究数控弧齿锥齿轮磨齿机回转轴定位误差检测和补偿。采用多普勒激光干涉仪MCV2002+RT—100转台对国产数控弧齿锥齿轮磨齿机YK2050回转轴定位误差进行检测,依据软件误差补偿原理,在机床数控系统Siemens840D中,通过修改数控系统的NC数据,对机床回转轴定位误差进行补偿,检测及补偿结果表明,回转误差补偿的方法和技术能极大的提高回转轴的定位精度。

用线性加速度计测量定轴回转系统状态的理论研究

为了克服定轴回转系统状态测量方案需要传感器种类多、数据处理复杂等缺陷,研究了微型双轴线性加速度计测量系统状态的方案.通过建立单片双轴微型线性加速度计在安装角度有误差、敏感轴非严格正交情况下的测量方程,给出了利用高精度角度传感器测量数据对测量方程中参数进行辨识的方法,从而导出了由两个线性加速度计的测量数据解算系统状态的计算公式.推导过程表明,传感器的固有误差和安装误差可以用高精度角度传感器的测量数据修正,系统的状态可以由两个双轴微型线性加速度计的测量数据解算得到.与传统方法相比,该方法具有传感器种类少、成本低、实时性好的优点.

减小双轴旋转惯导中陀螺仪随机漂移影响的方法研究

针对双轴旋转惯导惯性器件的随机误差无法在导航过程中自动进行补偿的问题,提出优化的两位置重调(TPR)的方法来补偿系统的随机误差导致的方位和位置误差,以提高双轴旋转惯导的长航时精度。与传统两位置重调(CPR)方法相比,使用优化的误差传递方程的两位置重调的方法,可以在少于6h条件下估计出系统的方位误差,从而使得系统的位置精度和方位精度都得以极大的提高。根据惯性器件的随机误差导致的方位误差的特性,建立了TPR的误差模型。通过仿真,证明了该方法的有效性。

Magnus效应下的前缘旋转圆柱参数设计

通过数值仿真方法研究了一种前缘附加旋转圆柱的NACA0015翼型气动性能,分析了圆柱与主体间间隙大小及圆心距离前缘位置两个主要参数对翼型升阻比的影响,获得了一组具有最佳气动特性的旋转圆柱参数,并利用此翼型建立了二维基于Magnus效应的H型垂直轴风力机模型。基于滑移网格技术,选用Spalart-Allmaras方程湍流模型和基于压力隐式的SIMPLE算法对风轮流场进行非定常数值模拟研究。制作了风机模型并进行测试,验证了前缘旋转圆柱对风力机性能有一定的提升作用。

电子经纬仪轴系电机伺服系统

为实现电子经纬仪的自动化操作和轴系的自动转动,以缩短操作时间、提高测量精度为检验标准,设计了轴系电机伺服驱动系统。从电子经纬仪整体技术性能指标出发,采用硬件及配套软件相结合的研究方法,通过轨迹规划完成定位控制,对整个照准系统的设计进行了完善。以实例对系统的可操作性和测量精度进行了检验,实验结果表明:定位控制实验中,位置跟踪误差精度约为0.01°,平均误差控制在3″以内,且运行时间较短。该系统满足了经纬仪对轴系控制的设计要求,同时也为电机精确定位控制研究提供了思路。

一种绕任意轴旋转的捷联惯导系统多位置初始对准方法（英文）

基于单轴旋转SINS的多位置对准方法通常要求旋转轴和方位轴重合,轴重合误差会影响多位置对准精度。针对这一问题,提出了一种可绕任意轴旋转的多位置初始对准方法,几何分析指出,该旋转轴可沿任意方向,不需要与方位轴重合,它只需绕某任意旋转轴转过两个已知角度即可解算出IMU的零偏,提高对准精度。仿真实验显示,提出的绕任意轴旋转的多位置对准方法相比单个位置下的解析粗对准方法的对准精度显著提高,航向角误差由5'降低到0.2'以下。

基于南海波浪要素的波浪滑翔机翼板参数优化设计与仿真

针对南海不同波浪要素条件下波浪滑翔机翼板参数设计的问题进行研究。基于欧洲中尺度天气预报中心大气和海洋全球再分析数据集(ERA5),对南海不同季节以及台风经过时的波高波周期进行统计。并利用FLUENT软件研究南海不同波浪要素条件下翼板最大偏转角度、转轴位置以及翼板间距对波浪滑翔机水下翼板平均推力的影响。仿真结果表明,波高越大,翼板最大偏转角度也应相应增大,才能保证翼板获得更大的推力;在南海波浪要素条件下,翼板转轴位置选取在翼板前端1/5处较佳;适当增加翼板间距能够提高翼板获得的推力。通过对翼板被动摆动进行仿真,得到了翼板在不同参数设置下产生的推力,为波浪滑翔机翼板设计提供参考。

回转式飞剪机的设计和结构分析

介绍了回转式飞剪机的工作原理与剪切过程,进行了回转式飞剪的结构分析,该飞剪机采用曲柄传动、机械同步定位轴,保证了上下剪刃的定向、定位,使上下剪刃作回转运动,当上下剪刃相遇时完成剪切。

机身复合加工机床旋转轴定位精度分析与补偿

为了提高复合加工机床末端执行器旋转轴A的定位精度,首先分析了其摇块机构特性,根据角度位移及变化率曲线得出了误差补偿趋势,使用了分段直线去逼近旋转轴实际运行特性曲线。通过华中HNC 8数控系统双向螺距误差补偿功能,根据测试角度偏差确定螺距补偿值,补偿结果显示能大幅提高旋转轴的定位精度,满足了机床加工精度要求。该旋转轴定位精度分析及螺距误差补偿值改进方法对于采用平面连杆类似结构的数控机床旋转轴提高定位精度,具有一定的参考和应用价值。

回转体加工中的机器人零位校正方法

在机器人加工中,采用理论几何模型控制机器人的运动,其与作业机器人的几何模型并不一致,导致加工误差的形成.为此,研究了工业机人零位误差对回转加工的影响.利用基于激光跟踪仪的轴旋转法求取关节的旋转中心和旋转轴向;借助最小二乘法对数据进行圆拟合,为了提高轴线测量精度,在同一轴上拟合得到两个圆,以其圆心的连线作为旋转轴的轴线;过第一和第四轴轴线作一平面,利用轴线与该平面的交点或者平面上的轴线,确定作业机器人的连杆参数,由相应连杆参数计算作业机器人每轴的零位角.通过旋转加工直径为80 mm的圆柱,验证了该方法的有效性.实验结果表明:未校正零位误差时,作业机器人加工的圆柱最大误差为2.42 mm;而校正零位后,作业机器人加工的圆柱最大误差减小到0.16 mm.为机器人本体几何参数与零位的解耦标定建立了基础,进一步提高了机器人加工精度.

在冲模上实现薄壁方管弯曲成U形的方法

介绍了薄壁方管在冲床上通过模具实现弯曲成U型的方法，相对于利用弯管机进行弯曲加工。此法减少了装夹次数，避免了基准面的更换，无需校正，一次装夹中完成加工，保证了产品的质量和加工精度，极大的提高了生产的效率，降低了生产成本。