数控机床几何误差测量研究现状及趋势

数控机床作为现代制造加工业的"工业母机",是衡量国家制造业的重要标志。随着技术的发展,对机床加工精度的要求越来越高。因此,我国数控机床精度和精度保持性面临着严峻的挑战,如何快速准确测量数控机床的各种误差成为该领域的一个研究热点和重点。首先从测量仪器角度以及测量策略研究角度回顾了数控机床激光干涉测量、激光跟踪测量、空间体积误差测量、球杆仪测量、平面光栅测试、R-Test、标准件测试等主要几何误差综合测量方法,并对热误差、力误差等相关研究做了简要回顾。在此基础上,分析了当前数控机床误差测量面临的主要挑战以及下一步的发展趋势,为国产数控机床误差测量方法与技术发展提供了建议。     

圆导轨平直度误差半径桥板测量法

在机床修理和安装中,大直径圆导轨平直度误差的测量一直被认为是颇为困难的工作。用半径桥板和水平仪测量的方法在生产中早有使用,在《机修手册》等资料中也有过介绍。实践表明,这种测量方法具有快速与精确的优点,     

节距测量法

一、前言测量机床导轨、平尺等长表面的不直度时,一般难以实现用实物为基准,而只能设法在测量方法中体现存在一条假想的理想直线作为测量基准,节距测量法就是为适应这样的需要而产生的。这种测量方法在机修工作中虽然已被广泛采用,但不少同志对其原理仍不甚理解,因而在实际工作中存在不少错误的做法。     

毫米级超高转速盘表面传热系数瞬态测量方法

在超微型涡轮喷气发动机中,转子系统尺寸可小至毫米级,为保证一定的功率输出,转子的转速需高达上百万转。对于该类型发动机中毫米级超高转速旋转盘表面换热特性的研究,无法布置常规手段的热电偶或热流计,表面传热系数测量异常困难。针对这一问题,提出基于集总参数法原理的旋转盘表面传热系数测量方法,即使用红外测温技术,获得转盘表面在不同时刻的温度,通过瞬态导热的集总参数法得到转盘表面的表面传热系数。结果显示:该方法与理论解误差随着旋转雷诺数的增高逐渐减小,最大误差小于13%,表明该方法在测量毫米级超高速旋转盘表面传热系数上是可行的。     

一维球列在数控机床误差检测中的应用

提出了使用一维球列检测数控机床几何误差的方法，介绍了一线球列结构特点，测量机床几何误差的原理，以及采用一维球列法测量机床轴向定位误差、直线度误差、俯仰与偏摆角运动误差、滚转角误差。垂直度误差的结果．它可以测量机床的全部２１项误差，具有精度高、效率高、价格低的优点，在机床的误差检测和补偿中具有一定的用途．     

数控机床误差补偿技术现状与展望

本文综合国内外数控机床误差补偿技术现状,指出其主要不足和难点,并介绍针对这些不足和难点而进行的研究课题,其中包括:基于机床外部坐标系原点偏移的实时补偿器研制、复合误差建模和补偿、考虑温度变化的机床误差高效测量、五轴数控机床误差解耦实时补偿、机床上关键温度点的优化选择、切削力误差实时补偿。     

阿贝误差实时修正系统

介绍了一种能对机床、坐标测量机等结构的阿贝误差进行实时修正的方法，它能同时测量出导轨的位移、俯仰角、偏转角以及滚转角误差。着重介绍了系统的原理组成和滚转角误差的动态测量方法，给出了系统的可行性验证装置及实验结果，在3．7m的行程内将最大37．0μm的阿贝误差修正到了1．5μm     

用双自准直仪测量静态测角分度误差

介绍一种用双自准直仪和多齿分度强组合测量静态测角分度误差的测量方法。     

高速率光信号消光比测量的误差分析

介绍了基于示波器眼图的对光纤通信系统中高速率光信号消光比的测量方法,对测量过程中的主要误差来源进行了详细分析,并给出了减小这些误差项对测量结果影响的解决办法。     

《测量螺纹用米制系列量针》国际标准介绍及分析

介绍了ISO 16239:2013《测量螺纹用米制系列量针》主要参数(直径、公差及其测量方法、表面硬度和粗糙度)的确定依据和采用的新技术,以及世界主要工业国家螺纹量针标准情况。     

机床线性轴多自由度运动误差在线测量方法

激光多自由度误差测量方法常被用于测量机床运动误差。半导体激光器由于体积小、成本低等优点,常被作为激光多自由度误差测量系统的光源。但是,大气扰动和测量系统的变形将导致半导体激光器的出射光束产生漂移,影响测量系统的稳定性。同时,由于半导体激光器的发光特点,其光斑常为椭圆形,从而制约了以半导体激光器为光源的激光多自由度误差测量系统的测量精度。因此,提出了基于双反射镜的光束漂移自动抑制方法,对半导体激光的光束漂移进行实时测量和补偿;同时提出了光束整形方法,在不加入其他光学元件的同时,修正半导体激光器的光斑形貌。在此基础上,设计并搭建了半导体激光多自由度运动误差测量系统。通过试验可得,测量系统水平直线度误差信号、竖直直线度误差信号、偏摆角误差信号和俯仰角误差信号的稳定性由光束漂移抑制前的6.9μm、6.7μm、5.4arcsec和4.6arcsec提高到光束漂移抑制后的5.5μm、2.5μm、1.3arcsec和1.7arcsec;直线度误差测量精度优于1.9μm,角度误差测量精度优于1.6arcsec。     

智能机床的误差补偿技术

误差补偿技术是智能机床精度提高与保持的关键技术之一.分析了国内外机床误差补偿技术研究现状,提出智能机床误差补偿技术总框架;总结了智能机床误差源、误差元素、几何与热误差的误差元素模型及建模方法,以及典型的误差补偿方法;研究了力误差补偿技术、基于零件在线测量的误差综合补偿技术;最后,对未来智能机床误差补偿技术的发展重点进行展望.     

有源相控阵中场测量中的空间误差研究

由于中场监测设备量少,且测量效率高,所以是有源相控阵雷达阵面测量的重要方法之一,在工程中得到了广泛应用。其系统误差包括监测方法误差和测量设备误差,其中测量方法误差非常关键,而测量设备误差与所采用的具体设备有关。在中场测量中,探头的位置偏移导致的空间误差是其特有的测量方法误差。本文对空间误差进行了理论分析,并以x波段有源相控阵的中场测量为例,给出了空间误差的计算结果和实验结果。计算结果表明,空间幅度误差很小;空间相位误差与被测阵面口径、测量距离和探头位置偏移有关。实验结果进一步验证了这种计算结果。分析结果为中场测量的实施提供了参考,具有一定的工程意义。     

基于变形场观测的材料损伤测量方法研究（一）

将数字散斑相关方法（DSCM）引入损伤变量测量研究中,针对传统损伤变量测量方法中的不足,发展了基于变形场分析的材料损伤变量测量方法。相对于传统的测量方法来说,此种方法可非接触地完成测量,并且同时可获得试件观测区域表面的变形场,实验准备和数据处理简单,具有一定的优越性。     

基于等距面模型的叶片精密测量方法研究

针对传统叶片测量方法中存在的测头半径补偿误差问题,本文提出了一种基于等距面模型的叶片测量方法,并给出了具体的测量工艺方案。本文测量方法较传统测量方法有效地提高了叶片测量的精度。     

并联机床的运动学标定

并联机床具有刚度高、动态性能好、加工效率高等特点,已在大型航空结构件的加工等领域得到了成功应用.运动学标定是并联机床重要的精度保证手段之一.本文从误差建模、位姿测量、误差辨识及误差补偿等方面介绍了并联机床的运动学标定方法,并具体介绍了一台国产并联机床的运动学标定试验及相关研究.     

空间误差补偿技术在大型多轴机床标定中的实用方法

经过理论与实践的证实,空间误差补偿方法被认定为是可以大幅度提高机床工作精度的实用方法。VEC对机床的测量、调校贯穿于机床在其工作空间内运动的整个过程,所以使用VEC方法既可以对动态误差进行实时补偿,又可以测得机床运动时相关的几何效应,从而对机床误差实行更为精准的补偿。     

基于螺纹综合扫描仪的螺纹参数测量方法研究

航空用螺纹的质量和性能直接影响飞机的安全,因此螺纹参数的精确测量至关重要。通过比较几种传统螺纹测量方式的优缺点,确定一种最佳的测量方法——螺纹综合扫描仪测量法。该方法测量精度可靠,参数齐全且效率高。此外,介绍了螺纹综合扫描仪的测量原理,并对其进行了误差分析。利用几种不同的测量方法对同一螺纹进行测量结果的比对,同时做了仪器的重复性和稳定性试验,验证了该测量方法的可靠性。     

基于线阵犆犆犇的风浪环境下水面弱流场速度测量方法

风浪环境下对水面弱流场进行测量是波-流作用机理的重要研究手段,对内波、水下地形、漩涡等海洋现象的微波遥感探测有着十分重要的意义。传统的流场测量方法无法在风浪环境下工作,难以应用在对表面弱流场与风生波间相互作用机理的研究中。提出了一种基于线阵电荷耦合组件（Charge-Coupled Device,CCD）的表面弱流场光学测量方法,通过表面波相速度的变化测量表面弱流场速度,其最大优点是工作在风浪环境下不受波浪振动影响。文章用水槽实验中内波激发的表面弱流场来验证此方法的正确性,对实际光学数据进行处理表明表面弱流场速度的测量精度优于0．3 cm/s。所提出的方法可以用于测量风浪环境下表面弱流场并研究流场与风生波之间的相互作用。     

非球曲面超精密车削过程中的轮廓补偿控制方法

介绍了一种可提高非球曲面超精密加工机床的轮廓跟踪精度的误差补偿控制方法。该轮廓补偿控制器是机床轮廓位置伺服系统的一部分,它以二次曲线代替原微直线段来逼近给定轮廓,可提高系统的轮廓逼近精度,并减小插补数据不连续对伺服系统的冲击,从而最终提高轮廓的加工精度。