五轴数控机床旋转轴综合误差测量与辨识

针对五轴数控机床旋转轴的运动误差和几何误差的综合评估问题,在不考虑直线轴运动误差影响的情况下,提出了一种采用R-test测量仪的测量及其辨识方法。首先,测量过程按照参考球的两种不同高度设置进行,仅移动旋转轴,而不移动直线轴。其次,利用R-test测量仪对旋转轴的运动精度进行了测量。此外,假设旋转轴位置几何误差和工作台上参考球的设置误差是影响测量结果的因素,并通过最小二乘法对这些因素进行分离。采用IBS公司的R-test测量仪,对米克朗公司UCP800Duro立式五轴加工中心C轴的运动误差和几何误差进行了测量实验。研究结果表明,该方法能够正确识别旋转轴的运动误差和几何误差,可以有效地综合评估旋转轴的运动精度,并有助于进一步提高旋转工作台的精度。

小模数齿轮传动的时变啮合刚度计算方法

小模数齿轮传动中心距较小,其动态性能对中心距误差非常敏感,且中间级齿轮常被设计在固定轴上高速旋转,齿轮中心孔与轴之间存在间隙,考虑这些特征,建立了中心距误差与轴孔配合间隙影响下的齿轮啮合特性参数与时变啮合刚度计算模型,研究了二者对啮合刚度的影响规律。研究结果表明:中心距误差会改变齿轮副的重合度与啮合刚度;轴孔配合间隙使实际中心距围绕理论中心距上下周期性波动,导致整个周期内啮合刚度强化区域与弱化区域共存;中心距误差与轴孔配合间隙的影响在不同的转角范围内存在既有相互叠加又有相互削弱的现象,这一现象使得各轮齿的啮合刚度有差异,存在诱发更大振动与不同噪声的风险。

非球面数控磨床热误差建模分析与补偿研究

文献调研了占比(40~70)%的热误差是影响数控机床加工精度的最主要因素,探讨了研究对象非球面数控磨床的结构特征,分析了非球面数控磨床热误差存在的基本形式,提出了基于统计学理论的多元线性回归模型算法进行热误差建模的具体方案,针对非球面数控磨床磨轮轴轴向热误差进行了多元线性回归建模,并构建了热误差补偿系统,实验表明,研究的基于多元线性回归模型算法和热误差补偿系统可以有效的实施非球面数控磨床磨轮轴轴向热误差补偿,补偿后残差方差降至4.216e-002,可以满足非球面数控磨床精密磨削需求。

电磁场非接触式轴类零件直径测量方法

针对轴类零件直径测量方法展开研究,根据金属体磁场特性和趋肤效应提出一种非接触式测量直径的方法。首先通过理论分析建立磁感应强度与直径的数学模型,使用磁场计算器进行二维数值计算,分析不同电流和频率对磁感应强度的影响规律;然后搭建实验台验证新方法的可行性,结果表明,计算直径与测量直径误差不超过0.05 mm,满足检测精度要求,为后续轴类零件直径测量设备的设计与优化提供了参考。

结合井口对称点的竖井联系测量的应用

竖井联系测量中定向比较困难。为此,利用井口点对称性质,可减弱竖轴倾斜误差、投点误差和对中误差对水平角的影响,测定导线连接角,为隧道内导线建立起始或终止方向。对于两井定向,增加水平角校核条件,仍可采用无定向导线计算。结合某隧道扩建工程,验证该方法的有效性。该方法可结合其他定向方法,为一井定向导入较准确定向,对两井定向也有参考作用。

二维激光跟踪转台轴系设计及动态形变误差修正

二维激光跟踪转台轴系结构的稳定性及动态形变误差补偿精度是激光跟踪仪实现高精度动态坐标测量的关键因素。为满足激光跟踪仪动态坐标测量高精度、高稳定的实际需求,本文研制了一套基于过定位双角接触轴承对轴系的二维转台。首先,基于转台性能指标要求开展二维转台轴系设计及精度分析;然后,基于所设计结构及现有装配工艺,结合弹性力学理论,开展转台动态形变误差形成机理分析,并通过刚柔耦合动力学仿真分析验证理论分析合理性。最后,提出基于共轭差动式光学自准直原理的轴系动态误差测量方法,完成对轴系稳定性和动态形变误差的测量补偿。实验结果表明:转台的动态形变误差重复性优于±0.6″,动态形变误差由补偿前的±7″降低为±1″,转台设计的稳定性和动态形变误差补偿精度满足设计需求。

全站仪轴系误差的解析几何模型体现与检定原理

全站仪轴系误差会持续影响观测结果,是影响全站仪测角精度的关键因素,在实际应用中甚至会因为观测条件的不同而产生破坏性影响。本文通过建立三轴结构解析几何模型,对轴系误差进行定量分析,并结合检定规范阐述了轴系误差的检定原理,为研究轴系误差的产生与计算轴系误差提供了新的途径和思路,也为计量检定过程提供了有效参考。

高精度工具磨床电主轴精度超差的原因及解决措施

针对某国产品牌电主轴在实际应用中易出现回转精度超差的问题,分析造成电主轴产生精度超差的主要原因是电主轴的气密封效果不佳,使得前端轴承及碟形弹簧进油受污染,从而导致电主轴前端轴承失效、轴芯磨损和拉刀力衰减过快。通过提升气密封压力值和改善轴芯材质及拉刀机构,解决了电主轴内部进油、轴芯磨损和拉刀力衰减过快的问题,使电主轴使用寿命提升1倍以上。

稳定平台轴系精度对视轴指向误差的影响分析

为提高双框架稳定跟踪平台的控制精度,需要对机械误差造成的视线角误差进行严格的控制,要求设计轴系在现有加工水平和轴承精度水平的基础上保证高的回转精度。轴承孔的同轴度、轴承跳动、结构挠度等是影响轴系回转精度的主要因素,文中对这些因素造成的轴系回转误差进行了分析与综合,并针对某样机进行定量的分析,得到了轴系的运动误差,计算了由此造成的视轴指向误差。通过分析计算,轴系误差造成的视轴指向误差满足设计指标的要求,从而验证了结构设计的可行性和合理性。

采用标准轴承的光电经纬仪轴系误差修正

为了满足对小型跟踪架低成本、短周期和高互换性的要求,提出了采用标准轴承轴系代替现有研磨轴系的轴系改造方法。分析了采用标准轴承后的轴系误差源,根据跟踪架的使用多为远距离探测跟踪等特点,给出变轴线晃动为轴线平移的消差方法。设计了水平轴系实验模型,采用p5级深沟球轴承进行实验测量,并用傅里叶谐波分析方法对数据进行了分析。实验结果表明:水平轴左右轴承安装时,轴承内圈径向跳动最大方向安装在同一方向时,轴系晃动最大误差为2.430″;轴承内圈径向跳动最大方向相差180°安装时,轴系晃动最大误差为6.126″,说明第一种安装方法会使跳动误差同步同周期变化,从而较大地减少轴系晃动。实验结果验证了消差方法的可行性,采用高精度等级轴承并采用提出的消差方法可以满足一般中小型跟踪架的精度要求。

光电经纬仪轴系误差仿真计算的新方法

轴系是决定光电经纬仪测量精度的关键组件,过去常将球面三角学方法做某些简化后来推导轴系误差引起的光电经纬仪测量误差,存在适用局限性。根据光电经纬仪的测量坐标系,采用坐标变换方法,将轴系误差出现的过程看作坐标系的旋转过程,并用旋转矩阵来表示各个轴系误差,最终建立了轴系误差引起测量误差的数学模型。采用MATLAB与VB混合编程的方法对该误差模型进行了仿真分析,通过比较仿真结果与单项误差法计算的结果,验证了该轴系误差模型的正确性,为光电经纬仪的精度分析和误差修正提供了参考。

车削加工细长轴的理论误差分析

细长轴的车削加工是机械加工中的难点,在理论上推导出了车削细长轴时产生的加工误差公式,通过计算得到了误差的分布曲线图,为正确地预测加工误差提供了理论上的依据。

传动轴误差对扭轮摩擦传动运动性能的影响

针对扭轮摩擦传动机构运动性能受传动轴误差影响的问题,讨论了扭轮摩擦传动机构中传动轴尺寸误差、弹性变形误差和制造形状误差对工作台运动性能的影响。由三扭轮均布结构导程方程式出发,推导出传动轴尺寸误差和传动轴弹性变形误差对机构运动性能没有影响,而传动轴制造形状误差则会在传动轴转动过程中引起工作台位移以2π为周期呈周期性变化的结论,实验结果与分析推导的结论基本相符,为进一步研究扭轮摩擦传动机构特点和提高机构运动性能提供了理论依据。

联轴器的连接状态分析

分析联轴器可能具有的5种连接状态,明确各种连接状态的特点及应用意义,指出对中误差与系统弹性变形的转化原理及各种连接状态之间的内在联系,找到以假想理论非连接状态为基础的、更准确地测量及调整对中误差的统一方法。

可逆向车削细长轴加工误差的力学分析

针对细长轴车削加工,分别在两种不同装夹条件下(一端卡盘夹紧、一端顶尖支承和两端顶尖支承)进行正向切削和逆向切削时的工件变形进行了力学分析,分别建立了正、逆向切削时工件在切削力作用下产生弯曲变形的解析模型.具体算例表明:逆向切削时工件的弯曲变形以及由此引起的加工误差远小于同等条件下正向切削的变形和误差.该计算分析结果得到了实验验证.该模型及分析结果可用于细长轴加工的工艺设计.

光电轴角编码器的误码检测系统

为了检测光电轴角编码器输出的角度值是否有误码,设计了光电轴角编码器的误码检测系统。根据光电轴角编码器的转速不能突变的原理,采用TMS320F2812型的微处理器采集光电轴角编码器的角度数据,对编码器的角度进行微分运算,得到编码器转动的速度。根据不同编码器的特点,设置加速度阈值的大小,当加速度大于设置阈值时,则编码器在该位置有误码,通过OLED显示屏显示误码的位置,并根据需要实时显示编码器转动角速度的图形。该系统适用于在工作现场检测各种型号的光电轴角编码器是否有误码,具有检测速度快、检测准确等优点。

一种曲轴轴径圆度误差测量系统

将三点法圆度误差分离技术推演到两点法,有效分离了圆度误差和回转体误差,设计了两点法测量系统的软硬件。实验结果表明,该系统速度快,精度较高。

基于光幕的偏心轴轴径自动测量装置及测量方法

针对工业机器人上关节RV减速器的关键零部件——偏心轴轴径的在线测量问题,提出了一种基于光幕传感器的偏心轴轴径测量方法,并研制了相应的测量系统。设计了一种基于双光幕传感器的错位式组合光幕传感器测量单元,提出了一种基于错位式组合光幕传感器测量单元的双光幕组合边缘扫描测量法,实现了多规格偏心轴轴径的自动化测量流程。其测量节拍〈50 s,实现了生产线上偏心轴轴径的在线快速测量。对测量系统的主要误差源进行分析,并完成了相应的误差建模以及误差补偿。实验结果表明,该方法测量精度较高,满足生产线上使用。将测量装置的测量结果与计量室中光学计的测量结果进行对比验证,重复性测量误差≤0.8μm,测量结果准确可靠。

水平式望远镜经纬轴垂直度误差的一种光学检测方法

水平式望远镜经轴与纬轴的不垂直度直接影响到望远镜的指向误差,准确检测出望远镜两回转轴系的垂直度误差并加以修正是非常必要的。本文以某400 mm水平式望远镜为例,针对水平式望远镜经纬两轴的特点提出了一种经纬轴垂直度误差的光学检测方法。通过检测数据计算获得该水平式望远镜的经纬两轴垂直度误差为46″,分析出检测误差为11″,借助检测数据对实际测量数据进行修正后,达到了提高望远镜指向精度的目的。