几何误差

摘要： 针对传统粒子群(PSO)算法在解决工业机器人几何误差标定问题中存在的收敛速度慢的缺点,提出了一种基于两段式的动态粒子群算法(LDPSO-BT).用Denavit-Hartenberg方法建立工业机器人的误差模型,将几何误差标定问题转换成对高维非线性方程的求解;对粒子群数目进行线性递减,同时针对算法求解过程中粒子数目线性递减的特点,在改进粒子群算法迭代后期采用改进的搜索模式,对传统粒子群的速度迭代公式进行改进;仿真实验对比了工业机器人几何误差标定前与标定后两种算法的末端定位精度.实验结果表明:在采用粒子群算法辨识工业机器人实际几何参数的过程中,粒子群数目对算法的迭代时间有重要影响,通过线性递减的方式减少粒子群的粒子数目可以有效地减少工业机器人几何误差标定时间,同时在粒子群算法迭代后期采用改进的速度迭代公式可以确保收敛精度.与传统粒子群算法相比,使用改进后的粒子群算法,不仅可以有效减少工业机器人的定位误差,而且还拥有更高效的迭代效率.

摘要： 机床的加工精度受诸多方面的误差因素的影响,而组成机床的误差主要包括热、力、几何、运动误差等,其中机床部件的几何误差对球笼沟道床的加工精度有着举足轻重的作用。以QMB125数控磨床为研究对象,基于多体系统理论,通过低序体阵列来描述磨床的拓扑结构,对磨床的27项几何误差源进行误差取样检测,建立起机床的运动学模型,进而计算出各个误差源的敏感度系数来找出影响程度较高的几何误差项,为合理经济的提高机床精度提供有效依据。

摘要： 以三轴立式加工中心为研究对象,提出一种基于指数积(Product of exponential,POE)旋量理论的几何误差综合建模方法。首先根据误差和旋量的几何定义建立3个旋量来表示各个轴的6项基本几何误差元素,综合3个旋量建立各个轴的误差POE模型;其次在POE建模时考虑垂直度误差,根据垂直度误差的几何属性提出获得垂直度误差POE模型的两种方法;此外根据机床拓扑结构确定旋量和相应指数矩阵的相乘次序,建立综合几何误差POE模型。最后在某三轴立式加工中心上进行建模实验,结果表明本文方法足够有效和精确,根据综合误差模型得到数控机床的误差场。

摘要： 为了提高数控机床在机测量系统的测量精度,建立精确的、多因素影响下的单项误差白化模型,分析了在机测量系统单项误差的变化特点,提出一种BAS-BP建模方法,优化神经网络的权值和阈值,以空间位置和速度两种影响因素作为输入进行建模。以X轴5项几何误差为例,进行多元回归、BP和BAS-BP神经网络预测建模效果比较。实验结果表明,应用BAS-BP神经网络的预测建模精度最高,均方误差最大仅为0.7153μm。且能实现多因素影响下的几何误差白化建模,更适用于在机测量系统误差精确建模和后续的误差补偿。

摘要： 为了提高航发叶片坐标测量系统的检测精度,采用多体系统运动学的理论分析方法,利用齐次方程转换坐标系,结合运动链之间的变换关系,建立叶片测量机构空间定位误差综合模型。用高精度激光干涉仪检测并标定测量机的几何误差,采用非实时误差补偿方法修正叶片型面的测量数据,达到抑制系统误差和提高叶片型面测量精度的目的。

摘要： 为大幅提升立式加工中心加工精度,满足当代数控机床对高精度的需求,针对立式加工中心3个运动轴,深入分析了其轴向运动空间几何误差,提出了可有效辨识运动轴轴向运动空间6项几何误差的辨识方法。建立了空间6项几何误差辨识模型,并针对关联轴联动垂直度误差进行了有效分析,建立了垂直度误差辨识解析模型。同时,针对3个独立运动轴轴向定位误差特性,提出了适用性强的误差补偿方法,并建立了误差补偿模型和细化了补偿实施方案。经实验证明,研究空间几何误差辨识解析及定位补偿方法可大幅提升立式加工中心的定位精度。

摘要： 薄壁零件因其优异的机械性能–重量比而广泛应用于航空航天等领域。但由于刚度低,薄壁件加工时受切削力与夹紧力的影响易产生变形,从而导致较大的加工误差。采用预测力致误差的解析解和有限元等方法难以应对复杂的加工工况。为解决这一难题,提出了一种综合误差补偿方法,可预测并补偿3大主要误差源:几何误差、热误差和力致误差。首先,对机床几何误差和热误差进行建模与补偿,为在线测量提供足够的运动精度。其次,采用在机测量方法获得力致误差。通过坐标变换方法,将各误差源的补偿值转换到同一坐标系中,实现了3个误差源的综合补偿。基于数控系统的原点偏移功能,开发了一套误差实时补偿系统。应用此补偿方法对两类薄壁件加工,加工误差降低74%以上,加工效率提高41%以上,充分验证了综合误差补偿方法的有效性。

摘要： 为提高木结构梁柱材的加工精度,提升生产机床的加工性能,以MXK3120单端铣机床为研究对象,对机床整体进行综合误差建模,对其铣削主轴进行静态特性的多目标优化分析;通过对单端铣机床加工木梁柱材过程进行工艺分析和几何误差描述,建立了有无误差情况下的单端铣机床各运动轴间的变换矩阵,推导出单端铣机床加工精度的综合误差模型;运用有限元分析软件(ANSYS)对机床的铣削主轴结构参数进行响应面优化,对其静态性能、动态性能进行仿真分析,对比新建综合误差模型与原模型的差异。结果表明:铣削主轴具有良好的运动特性,能够满足MXK3120单端铣机床的工艺要求,且铣削主轴静态性能得到了显著提高。

摘要： 为提高大型三坐标测量机(CMM)的精度,修正空间几何误差,研究利用激光追踪仪多站位测量技术取代实物基准,提出了基于弹性网络算法求解CMM几何误差的方法。基于激光追踪仪多站位测量技术,结合L-M算法,实现CMM空间规划点体积误差的高精度测量,有效提高测量效率。利用弹性网络算法解算CMM准刚体模型,解决模型求解存在多重共线的难题,实现CMM几何误差的求解;将方程组中部分系数为0的项结合体积误差与单轴几何误差的关系模型来求解几何误差。实验搭建了激光追踪多站位测量系统,测量了CMM的空间待测点体积误差。实验结果表明,提出的方法可以有效求解大型CMM的几何误差。

摘要： 为了提高大型龙门自动铺丝(AFP)机的精度,提出重力变形与几何误差综合建模与补偿方法.采用有限元法对龙门铺丝机进行静力学分析,通过工作空间网格化方法建立重力变形模型;基于齐次变换矩阵与切比雪夫多项式建立几何误差模型,结合剔除重力变形的测量数据与Powell算法实现对几何误差参数的辨识;综合重力变形模型和几何误差模型,提出基于综合误差补偿的G代码修正策略.在龙门铺丝机上开展综合误差补偿对比实验,结果表明,补偿前龙门铺丝机误差较大,不能完全满足铺放精度需求,而经过补偿后位置误差和姿态误差均大幅度降低,其中姿态误差减小80%以上,而位置误差减小90%以上,满足铺放精度需求,证明了所提出的综合误差建模和补偿方法的有效性.

摘要： 提出一种新的五轴机床几何误差补偿方法.仅通过机床转动轴运动定义刀轴矢量误差,进一步分别计算旋转轴和线性轴的误差补偿.将补偿机制应用于CAM系统的后处理.根据仿真结果,与传统的方法相比,采用提出的新方法,定位精度提高了8～10倍,且没有奇异点.

摘要： 针对目前使用解析解的3种计算方法差异较大、信息量少的问题，提出使用数值模拟的方法来计算几何误差对四极杆质量分析器分辨率的影响,得到了几何误差引起的高阶电场分布,第一稳定区图和质谱峰的变化情况。计算结果表明,几何误差将产生一定量的高阶场,使第一稳定区图顶部圆化,质谱峰峰形变差,分辨率下降,几何误差和分辨率之间是非单调变化的关系,实验谱图证明了解析解得到的结果与实际值相差较大,而数值模拟结果更接近,因此,数值模拟结果可为实验确定几何误差和分辨率之间更精确的关系提供充足的参考数据。

摘要： 本文利用以边界积分方程为基础的双层插值边界面法分析二维弹性问题.该方法统一了传统边界元法中的连续单元和非连续单元.在双层插值边界面法中,传统连续单元的节点被分为两类:源节点(位于单元内部的节点)和虚节点(位于单元的顶点和边上的节点).该方法利用连续单元插值物理变量(类似于基于连续单元的边界元法),但是边界积分方程只配置在源节点上(类似于基于非连续单元的边界元法).为了使最终的系统方程组可解,必须补充额外的约束方程用于凝集虚节点的自由度.本文采用移动最小二乘近似建立这些约束方程.此外,边界积分和移动最小二乘近似都是在曲线的参数空间中进行,即几何数据(如坐标,法向量和雅可比等)都是直接从曲线算得,而不是通过单元插值近似,从而避免了几何误差.数值实例表明:该方法比传统边界元法具有更高的计算精度和效率.

摘要： 产品数字孪生模型被认为是实现物理世界和虚拟世界深度融合的一种潜在的有效解决方法.针对产品全生命周期过程对数字孪生几何模型合理准确表达的实际应用需求,提出以非理想表面模型为载体实现数字孪生模型的几何参考表达方法.引入新一代产品几何技术规范,给出了通过几何要素及相关操作实现非理想表面模型信息的完整表达方案;分析了面向数字孪生的产品非理想表面模型的两种映射生成方法和模型创建流程,通过在离散网格模型上增加几何误差信息的方式生成规范表面模型;根据逆向建模的思想,通过实际测量离散点云数据并采用离散几何及小波分析等手段进行多尺度表面形貌误差表征,从而生成认证表面模型.最后通过某零件实例分析验证了所提方法的可行性.

摘要： 非等适应度的滚道截型是一种新型的滚珠丝杠副滚道截型,目前关于非等适应度的滚珠丝杠副的理论分析较少.本文考虑滚珠丝杠副的初始轴向游隙和接触角变化的因素,基于赫兹弹性接触理论和变形协调关系,建立了非等适应度型面的双螺母滚珠丝杠副弹性变形接触角的计算模型.通过对比已有文献关于单圆弧滚珠丝杠副初始接触角和双半内圈球轴承初始接触角的计算公式,对本文提出的计算模型进行了验证.以国内某公司生产的精密滚珠丝杠副3212为例,分析了各滚道误差及滚珠几何误差对弹性接触角的影响.分析得出滚珠半径是影响滚珠丝杠副变形接触角的关键因素,需严格控制;在滚道误差、滚珠几何误差分布方向大小相同的情况下,对弹性变形接触角的影响可以相互抵消.研究结果可为新型滚道型面的滚珠丝杠副的额定静、动载荷计算、动力学分析和优化设计等提供理论参考和依据.

摘要： 近年来,各国学者围绕数控机床几何误差测量与补偿做了大量的研究,但现有传统的单项误差激光干涉仪测量方法和双球规、R-test等综合误差测量方案都存在一定的优缺点,测量过程复杂、耗时耗力,无法实现数控机床空间误差高效快速测量.因此适应现场的数控机床空间误差快速测量方法,已成为制约数控机床误差测量与补偿实际应用的关键瓶颈之一.本项目旨在研究数控机床非接触、高效在机测试一机理分析一辨识溯源新方法,为高效高精度检测与补偿奠定理论基础.

摘要： 本项目提出一种基于GPS原理,采用激光跟踪仪多站分时测量实现数控机床几何误差快速、高精度检测的新方法.其原理是控制机床按照设定的路径空间进给,用一台激光跟踪仪先后在不同的基站位置对机床相同的运动轨迹进行测量,基于GPS原理,确定基站的相对空间位置与各测量点的空间坐标,然后辨识出机床的各项几何误差,最后进行误差补偿,从而提高机床的加工精度.同时测量过程中,通过一套激光猫眼转角随动控制与高速数据采集系统,对机床运动的位置坐标与激光跟踪仪的测量参数实时采集,实现高速大容量数据的获取,进一步提高机床误差的测量效率与精度.

摘要： 滚珠丝杠的检测是其加工中的重要环节，直接影响到丝杠系列产品的精度和质量，先进、便捷的检测手段已成为提高滚珠丝杠质量和产量的可靠保证。本文介绍了丝杠滚道型面几何参数及国内滚道型面误差检测的常用手段，对滚道型面各个几何误差的测量进行集成化设计，提出了滚道型面误差测量仪的总体方案，并详细介绍了各部分组成及工作原理，为测量仪的进一步设计与研发打下了基础，同时也可为相关仪器的设计提供参考。

摘要： 目的：建立扇束工业CT模拟重建计算平台,通过模拟计算方法,在不同的扫描几何,不同探测器数目,不同投影角度情况下,研究计算扇束工业CT的重建图像质量及多种误差引起的图像伪影。rn 方法：利用先进的计算机技术。针对具体扇束工业CT扫描几何及其对称性,生成并储存巨大的扫描几何地址参数矩阵,然后经前投影计算得到任意模型的模拟投影(SINO)数据.最终进行图像重建获得断层影像。在生成SINO图时可人为加入几何等误差,在重建后的图像上观察由此产生的伪影表现。rn 结果：对光源位置引起的几何误差、线阵探测器倾斜误差、转台机械误差等进行了模拟计算,结果表明,旋转中心的微小偏移误差会导致整个图像的空间分辨变差,角度上的误差可导致大工件边缘处图像的模糊并产生特有的花瓣状伪影等。rn 结论：该扇束工业CT模拟重建计算平台可用以工业CT的扫描模式的设计及其误差分析,可对单个误差因素进行逐个研究,也可进行多误差合成研究,有助于发现导致伪影的误差来源并进行有效的校正,提高扇束工业CT的成像质量。

摘要： 几何定位精度是影响遥感图像可用性的重要指标,其受卫星定轨测姿精度及载荷标定情况等多种因素不同程度的影响.通过分析,在得出卫星姿态测量精度是影响遥感图像定位精度的主要因素之一的结论后,给出以利用星敏感器为主得到卫星姿态数据,并以此定量计算几何定位误差的方法,给出了卫星成像系统光轴外几何定位误差的计算原则,可用于提升遥感卫星图像无控制点情况下的定位精度.

摘要： 本申请涉及一种几何误差补偿模型的训练方法、几何误差补偿方法、几何误差补偿模型的训练系统、电子装置和计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取预制工件；利用搭载于数控机床的激光刀，按照预设数控指令对应的加工轨迹在所述预制工件表面绘制激光图案，得到训练工件；通过摄像设备拍摄所述训练工件的图像，并根据所述摄像设备的标定参数对所述训练工件的图像进行空间校正，得到训练图像；根据所述训练图像和与所述预设数控指令对应的标准图像对深度学习模型进行训练，得到几何误差补偿模型。通过本申请，解决了相关技术中数控机床存在几何误差的问题，实现了数控机床的几何误差补偿。

摘要： 一种几何误差与非几何误差相结合的机器人标定方法，它涉及一种机器人标定方法。本发明为了解决现有机器人中的平行四边形机械臂在标定时同时存在几何误差和非几何误差，导致机器人标定误差大的问题。本发明的步骤一：根据机械臂构型基于MDH模型和机械臂的构型参数建立坐标系及运动学矩阵坐标系及运动学矩阵；步骤二：建立平行四边形的误差模型及平行四边形末端位置的运动矩阵；步骤三：根据奇异值分解的方法剔除耦合参数，辨识几何参数；步骤四：使用粒子群算法计算出最小二乘支持向量机的最优参数后，补偿由于非几何误差引起的剩余位置误差。本发明用于机器人标定。

摘要： 本申请涉及一种几何误差补偿模型的训练方法、几何误差补偿方法、几何误差补偿模型的训练系统、电子装置和计算机可读存储介质。其中，该方法包括：获取预制工件；利用搭载于数控机床的激光刀，按照预设数控指令对应的加工轨迹在所述预制工件表面绘制激光图案，得到训练工件；通过摄像设备拍摄所述训练工件的图像，并根据所述摄像设备的标定参数对所述训练工件的图像进行空间校正，得到训练图像；根据所述训练图像和与所述预设数控指令对应的标准图像对深度学习模型进行训练，得到几何误差补偿模型。通过本申请，解决了相关技术中数控机床存在几何误差的问题，实现了数控机床的几何误差补偿。

摘要： 本发明提供几何误差辨识系统及几何误差辨识方法，能够容易地实施位置计测传感器的校准，进而能够容易地提高机床上的定位精度。采用用于计测目标球(14)的中心初始值(初始位置)的计测值来实施接触式探针(13)的末端部的径向的校准。因此，能够在计测中心初始值的同时，实施接触式探针(13)的校准。

摘要： 一种基于多体理论的超精密磨抛机床几何误差与力致误差耦合误差模型建立方法，它属于超精密磨抛机床加工精度领域。本发明目的是要解决现有技术无法全面描述高精度多轴联动加工装备实际误差传递过程的问题。本发明基于机床运动链和刚体运动理论建立误差传递模型，具体包括如下步骤：步骤一：以超精密四轴三联动磨抛机床为研究对象进行结构分析和运动分析，确定其运动链；步骤二：定义影响机床磨抛精度的几何误差项和力致误差项；步骤三确定误差传递总体方程，且确定误差传递总体方程与各刚体之间误差传递矩阵的关系；步骤四：确定刚体之间误差传递矩阵；步骤五：求解误差传递模型；本发明能够较全面的描述超精密四轴三联动磨抛机床误差项的传递过程。

摘要： 本发明涉及一种基于拟合平面几何误差最小的点云空间可伸缩编码几何重构方法，属于视频编解码技术领域。通过每个结点与周围26邻居结点构成的局部空间，利用邻居结点信息拟合当前结点的局部平面，再根据点到点几何误差测度原理，构造几何误差函数，求解几何误差最小值时对应的坐标值作为重构后的几何坐标。解决了空间可伸缩后几何重构过程中的几何误差较大的问题。

摘要： 本发明公开了一种齿形磨床几何误差和热误差同步控制方法，包括如下步骤：步骤一：根据齿形磨床的拓扑结构，得到理想状态下的砂轮与工件之间的齐次坐标变换矩阵步骤二：结合齿形磨床每个运动轴的几何误差分量，得到实际状态下的砂轮与工件之间的齐次坐标变换矩阵步骤三：结合齐次坐标变换矩阵和齐次坐标变换矩阵得到误差矩阵步骤四：根据齿形磨床的Y轴、A轴、Z轴、X轴和C轴相对于砂轮的微分变换矩阵，分别得到Y轴、A轴、Z轴、X轴和C轴相对于砂轮的微分运动误差矩阵；步骤五：根据Y轴、A轴、Z轴、X轴和C轴相对于砂轮的微分运动误差矩阵，得到综合微分运动误差矩阵；结合误差矩阵求解得到砂轮几何误差补偿值。

摘要： 本发明公开了一种无误差高阶项的数控机床几何误差简便建模方法，包括以下步骤，建立机床各运动部件综合运动变换矩阵模块；建立机床各运动部件无误差高阶项的综合运动变换矩阵模块；建立无误差高阶项的数控机床几何误差模型；使用本发明能提高计算效率。

摘要： 本发明公开了一种考虑全过程机床几何误差影响的面齿轮磨齿齿面误差模型创建方法，包括如下步骤：步骤一：创建面齿轮磨齿用蜗杆齿面模型，分别得到理想情况和考虑机床几何误差情况下的蜗杆齿面模型；步骤二：创建面齿轮的齿面模型，分别得到理想情况和考虑机床几何误差情况下的面齿轮齿面模型；步骤三：创建面齿轮磨齿齿面误差模型，基于理想情况和考虑机床几何误差情况下的面齿轮齿面模型，构建得到面齿轮磨齿齿面误差模型。本发明还公开了一种考虑全过程机床几何误差影响的面齿轮磨齿精度评价方法。

摘要： 基于盘形工件切削的旋转轴几何误差与热误差辨识方法，包含以下步骤：一、特征工件的设计：设计一定尺寸的盘形特征工件；二、特征工件的加工；三、机床旋转轴热误差的辨识；四、机床旋转轴几何误差辨识：利用三坐标测量机测得初始温度下工件的各个位置凹槽的数据，将检测得到的数据处理，从而识别出旋转轴与位置无关的几何误差；五、由第三步与第四步的数据得到与位置相关的几何误差以及全部热误差；六、按照旋转轴角度、升温温度和降温温度进行数据分类；七、建立热误差模型；利用时间序列的长短期记忆网络，将数据分为训练集、验证集和测试集，进行训练，保存模型。本发明排除了线性轴误差对旋转轴误差的影响。