应用激光跟踪仪的数控机床空间精度检测方法

为实现数控机床空间精度快速、高精度测量,提出一种应用激光跟踪仪的数控机床空间精度快速求解方法。首先,分析激光跟踪仪测量数控机床空间精度的基本原理,建立激光跟踪仪测量数控机床空间精度的数学模型;其次,推导测量方程的线性化矩阵形式,基于秩亏自由网平差约束条件,实现数控机床空间精度的快速求解;并考虑激光跟踪仪测长误差引起的不确定度来源,基于蒙特卡洛方法进行测量不确定度评定;最后,在机床运动传递链为工件-Y轴-X轴-Z轴-刀具型式的三轴数控机床上开展数控机床空间精度测量与不确定度评定和验证试验。结果表明:该三轴数控机床空间精度为31.6μm,标准不确定度为10.2μm;与激光干涉仪定位偏差检测结果相比X、Y和Z轴线最大相差6.4μm,测量不确定度与多次重复测量结果标准差相比最大相差2.1μm,验证空间精度测量和不确定度评定方法的有效性。

数控机床可靠性加速试验与评估研究

针对数控机床可靠性快速测评技术研究不足、行业内缺少相应的可靠性快速测评方法的问题,提出一种基于修正应力的逆幂律模型评估方法。首先,应用AHP方法建立加速应力层次修正结构对加速应力进行修正;其次,基于修正应力的加速模型确定了试验的总体试验方案、流程、剖面以及数据采集方式,并采用修正应力对逆幂律模型进行求解;最后,在某型号国产数控弯管机上开展可靠性加速测评试验。对试验数据中的加速应力应用该方法进行修正并与同型号设备跟踪统计常规试验结果对比,威布尔形状参数的相对误差由7.5%降低至4.7%,MTBF点估计值得相对误差由16.9%降低至5.9%,验证了本测评方法的可行性和准确性。

基于多探头扫描法的运动直线度测量对比分析

为了识别多探头扫描法的测量误差控制要点,制定方法选择策略,建立了多探头扫描法误差模型和对比试验平台,对比研究了逐次两点法和频域三点法。首先,简要介绍了多探头直线度误差分离原理;其次,利用MATLAB搭建仿真分析系统,在时域和频域上分析了多种影响因素分别对两种方法测量误差的影响规律;最后,在相同试验环境下,基于影响因素控制在搭建的测量系统上对两种方法进行了对比试验。试验结果表明,频域三点法和逐次两点法测得的运动直线度误差最大差值为0.06μm,分离出的标准尺直线度误差最大差值为0.11μm,两种方法分离获得的测量结果趋势相似,频域三点法可以提供的直线度误差信息更全面。