金属切削机床主轴运动误差影响的数学分析

在研究金属切削机床加工误差的基础上 ,针对机床主轴回转运动误差中的径向跳动误差、角度摆动误差和轴向窜动误差 ,以车床和镗床主轴为例 ,建立了主轴回转运动误差数学分析模型 ,从数学几何角度分别对上述主轴回转运动误差造成的加工精度影响结果进行了定量分析 ,并推导出了由此产生的各类加工几何误差不同的数学表达式。

单圈非重复性主轴回转精度的最小区域法评价

针对不具有单圈重复性的主轴回转精度的评价存在困难的问题,建立单圈非重复性主轴回转精度评价的数学模型,并使用这个数学模型,进行主轴回转误差的集合转换,使得转换后的集合能够适应于基于计算机处理的最小区域评价方法,然后利用极差极小化的原理,建立最小区域法的误差评定统一准则。在这个评判准则基础上,给出了具体的算法流程图以及移动步长的统一求解公式。利用算法可以顺利实现对单圈非重复性主轴回转精度的最小区域法评价,从而提高了单圈非重复性主轴回转误差评价精度和误差评价效率。

基于主轴回转运动误差在线检测的二次相移三点法

提出了一种基于数据重组和反滤波的二次相移三点法圆度误差分离技术，可以先行分离出主轴的 回转运动误差，从而能够实现运动误差的在线检测。通过对三个传感器的测量数据按照二次相移原则 进行数据重组，可以在数据处理的首次操作时消除圆度形状误差的影响，从而在二次操作时先行得到运 动误差。权函数的对比分析表明该方法与圆度三点法在本质上的同源性和统一性。仿真与实验结果均 表明：该方法可以先后分离出运动误差和形状误差，具有良好的分离效果。

圆光栅配合自准直仪测量主轴径向运动误差

提出一种在线非接触式测量主轴径向回转误差的方法,为验证其准确性,搭建了主轴回转误差测量装置并进行了比对实验。该方法主要由圆光栅、读数头、环形平面镜以及激光自准直仪组成。首先,将圆光栅及环形平面镜安装在主轴上,并在双顶尖装置中将光栅安装偏心误差和平面镜与主轴不垂直误差进行标定。然后,将主轴安装在转台上,双读数头对径安装,自准直仪安装在平面镜下方。在主轴回转过程中,双读数头圆光栅可以测得主轴径向运动误差,自准直仪可以测得主轴径向运动误差方向上的偏摆角误差。最后,根据主轴上一点的径向运动误差及其在此方向上的偏摆角误差便可以计算出主轴轴向各个点的径向回转误差。设计了比对实验,结果表明在主轴径向回转误差为±12μm时,本方法与传统单向法比对残差在1μm以内。本文提出的主轴径向回转误差测量方法可以应用到精密主轴回转类装置中,实现在线检测主轴径向回转误差的目的。此外,该方法无需采用标准球,不受轴表面粗糙度、圆度等的影响。

基于正交设计的主轴径向跳动测试工况研究

为更好获取主轴径向跳动信号,提高测试系统中误差分离与补偿的可靠性和稳定性,采用正交设计进行主轴径向跳动工况研究。结合工厂实际测试需求,选取合适因素及因素水平构建正交设计方案表,以减少实验次数;利用无线温度采集传输系统及激光位移传感器采集系统对主轴进行径向跳动测试。通过对装夹刀具正交实验和不同刀具正交实验结果进行极差分析,确定主轴在5000r/min,运转120min,且安装镗孔刀具工况下,主轴的径向跳动最大,测试效果最优。

前视扫描声呐成像径向误差分析和补偿

该文提出了一种基于运动补偿的前视扫描声呐成像方法:采用后向映射,将扇形成像区域的直角坐标系转换成极坐标系,在极坐标系进行2维插值,提取幅度并转成图像格式。通过建立载体运动模型,分析载体运动,将载体运动影响转换为图像域移动,对前视声呐图像进行实时运动补偿,消除径向误差。分析了“深海勇士”号前视声呐数据,其单幅图像最大径向误差近似达到工作距离的19%。通过仿真和实验验证所提算法补偿了由载体运动造成的图像的径向误差,能准确表示目标信息。

角度误差对空气轴承径向回转误差测量的影响规律研究

在超精密空气轴承径向回转误差测量中,测量系统中带入的角度误差不能忽略。为此,详细分析了反向法下角度误差对测量结果的影响规律,并对测量系统制造、装配和数据采集过程进行了控制,在此基础上完成了径向回转误差测量实验。结果表明:通过对角度误差源的有效控制,所构建的测量系统能够很好地完成100 nm以内量级径向回转误差的测量,测量结果的一致性较好,所分离出标准球圆度误差与标称值吻合。

转轴径向运动误差干涉测量的信号处理方法

转轴径向运动误差是转轴的重要误差项之一,严重影响数控机床等转轴相关设备的精度和性能。利用激光干涉配合伺服转轴可以实现转轴径向运动误差的测量,但由于待测转轴和伺服转轴的自身转速不匀、伺服响应延迟、跟踪不稳等原因,干涉测量信号存在持续微幅相位抖动,进而造成非线性误差难以有效修正,相位解算精度不高,测量误差大。针对这一问题,提出一种零值截取-阈值判定的干涉信号处理方法,成功消除了相位抖动的影响。设计并搭建了一套转轴径向运动误差的激光干涉测量装置,针对实测信号的处理结果表明,相比于传统修正方法,文中提出的修正方法使得转轴径向运动误差干涉测量信号解算的重复性由4.8μm减小到0.2μm,与标准仪器的对比误差由3.5μm降为2μm。

DSS—80型镗头回转精度的测试与评定

本文详细地介绍了使用双点法对DSS—80型镗头回转精度的现场测试;讨论了主轴径向误差运动园图象的分析处理和评定方法。测试系统简单,实验操作方便,数据可靠。

加工中心高速电主轴综合精度分析

高速电主轴作为加工中心的核心部件,直接影响加工中心的加工精度和工件的表面质量和粗糙度。该文以应用在加工中心上的高速电主轴为研究对象,对电主轴的径向精度、回转倾角、轴向精度进行了分析。基于最小二乘圆近似算法,对电主轴的径向误差运动进行了建模,设计了一种电主轴径向回转精度快速评价方法,建立了倾斜误差运动模型,并给出了电主轴回转轴倾斜角度的计算方法;基于时域和频域信号分析方法,对电主轴轴向运动特征值进行了提取,从而实现电主轴轴向精度的评价。将该综合精度分析方法应用在一种加工中心的高速电主轴上,结果表明：电主轴的径向误差和轴向误差随着转速的升高,先保持不变再升高,回转轴线倾斜角度误差随着转速的升高基本保持不变。该方法可应用在电主轴性能检测和精度衰退试验中。

机床定位精度对磁流变抛光的影响分析

根据KDMRF-1000磁流变抛光机床的结构形式,建立机床坐标系。对机床进行运动求解,得到磁流变抛光机床后置处理算法模型。在此模型的基础上,分析了机床各轴定位精度对磁流变抛光加工的影响,进行仿真分析,得到了误差的影响规律和对机床的定位精度要求。