制造技术与机床

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周建民, 黄熙亮, 熊文豪, 王云庆, 夏晓枫

2022, (9): 5-12. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.001

摘要 HTML PDF(1982KB)

摘要:
针对滚动轴承传统的故障特征提取方法易受外界的噪声干扰且包含大量的冗余信息的问题，提出一种可视图图谱信号特征提取的故障诊断方法。首先将振动信号转换成可视图图谱信号，计算每个可视图图谱信号的邻接矩阵与拉普拉斯矩阵，得到各种图谱指标，并采用双样本Z值方法筛选出合适故障特征作为故障特征向量，最后通过支持向量机分类算法得到轴承故障诊断分类结果。通过试验分析表明，与传统的故障特征提取方法比较，针对滚动轴承不同类型的故障诊断，采用基于可视图图谱信号的故障特征提取方法准确率提高了8.34%；为进一步证明该方法，针对滚动轴承外圈不同程度的故障诊断，该方法准确率提高了16.67%，更加表明基于可视图谱信号特征提取方法的优越性。

基于FTA的齿轮与轴过盈联接失效影响参数分析

龚青山, 徐昊, 郭庆贺, 吕江, 曹占龙

2022, (9): 13-19. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.002

摘要 HTML PDF(1829KB)

摘要:
针对齿轮与轴过盈联接发生的齿轮断裂失效问题，采用故障树分析法对失效影响参数进行分析。建立了故障树分析模型，找出了失效的各种潜在因素，并对各因素进行重要度分析，求得过盈量、摩擦因数、压装速度、装配偏差及形状误差5种主要影响因素。采用有限元法对齿轮与轴过盈联接系统进行瞬态动力学分析，研究5种主要因素的应力影响规律。结果表明：齿轮与轴接触应力随着过盈量及摩擦因数的增大而增大，但不影响应力分布趋势；装配偏差和形状误差的增大都会使接触应力增大，压装速度对接触应力几乎没有影响。

SPGAP-ResLSTMnet下的旋转机械故障诊断研究

徐敏, 王平

2022, (9): 20-26. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.003

摘要 HTML PDF(1954KB)

摘要:
对旋转机械故障准确而及时的诊断，能够避免经济损失甚至是人员伤亡。基于此，提出SPGAP-ResLSTMnet旋转机械故障诊断方法，该方法叠合多层流形LSTM元，可及时去除重复数据、保存满足要求的数据，所结合的残差结构，能够有效缓解网络层数加深时所产生的梯度弥散问题，从而充分提取故障特征；并利用GAP与ELM实现高效而准确的故障分类。选用凯斯西储大学实验室数据集完成对比实验，结果表明：该方法与文献[3，6]方法相比，对于正常信号、各种负荷和不同点蚀凹深下的滚动体与内外圈故障信号以及加噪信号的识别准确率均较高；此外，能够在较少的训练次数下达到较高的准确度和较低的损失值。

机器人为测量系统的工具坐标系标定方法研究

练少勋, 南晓萱, 王杼荣, 席文明

2022, (9): 27-32. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.004

摘要 HTML PDF(2163KB)

摘要:
构建机器人模拟仿真系统并对机器人末端工具进行标定，可以提高机器人加工精度并实现轨迹快速编程。文章利用实际机器人系统与机器人模拟仿真系统的镜像关系，以实际机器人作为测量工具，实现机器人末端工具的标定。首先，在机器人末端安装标定探针，测量已知尺寸的长方体标定块在机器人空间中的位姿，并在机器人模拟仿真系统中建立该长方体的镜像模型。其次，利用机器人末端工具相对于长方体边、面的位姿关系与机器人末端工具模型相对于长方体模型边、面的位姿关系一致的条件，调整工具模型相对于机器人模型末端的位姿，建立工具在两个系统中的镜像关系。最后，利用标定的工具对待加工毛坯进行测量，并在模拟仿真系统中利用测量矩阵建立加工毛坯的镜像，在模拟仿真系统中实现刀轨迹转换。实验和实际加工结果表明，该标定方法具有标定过程简单、标定精度高的优点，双侧通槽加工的错位误差小于0.73 mm。

大型船用螺旋桨插铣机器人运动学分析与仿真

王林, 张春燕, 全宏杰, 张胜文

2022, (9): 33-39. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.005

摘要 HTML PDF(2187KB)

摘要:
提出了一种用于插铣加工的四自由度机器人设计方案，建立了机器人的三维结构模型；采用改进的D-H参数建立了机器人的运动学模型，求出了机器人运动学的正解和逆解；基于运动学模型，借助Matlab工具箱建立了机器人的仿真模型；用蒙特卡洛法求出了机器人末端刀具的可达空间，在给定机器人初末位置的条件下，对机器人进行轨迹规划，并与螺旋桨桨叶曲面轮廓进行对比；结果表明，机器人末端刀具的工作空间与大型螺旋桨桨叶曲面轮廓相吻合，轨迹规划合理，满足实际加工要求。

基于神经网络算法的飞机部件制孔末端执行器结构设计方法研究

伍承旭, 雷沛, 孙海龙, 谭红, 陈强, 曾超

2022, (9): 40-46. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.006

摘要 HTML PDF(1854KB)

摘要:
制孔末端执行器是飞机部件自动制孔的主要功能集成设备，其采用的设计方法对制孔工艺有重大影响。从结构设计部分出发，基于神经网络拟合算法，采用80组包含3类框架组件材料、位移和质量的5维向量样本数据，训练获得均方值MSE为0.06的网络模型，从而通过预测获得末端执行器框架的关键尺寸参数，并进而采用拓扑优化方法对框架组件进行轻量化设计。拓扑优化前框架结构在实际工况下最大变形量为0.04 mm、最大应力值为44 MPa，刚强度符合要求；同一工况下，拓扑优化后的框架结构最大变形量为0.026 mm、最大应力值为42 MPa，在质量降低43%的同时，制孔末端执行器框架结构的性能也得到改善。基于神经网络拟合算法对框架关键尺寸的预测，使得设计不再简单依靠经验判断，为末端执行器的结构设计开辟了新思路、新方法。

基于三角网格曲面的机器人磨削工具姿态光顺优化

金鑫, 刘其广, 吕杰, 徐飞飞, 孙晓楠

2022, (9): 47-51. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.007

摘要 HTML PDF(1528KB)

摘要:
目前，网格曲面机械人磨削理论得到了广泛研究，但现有方法所产生的磨削工具姿态往往存在光顺性差、未能兼顾网格曲面局部微分特性等问题，为此，提出了一种基于网格曲面和四元数插值的机器人磨削工具姿态光顺优化算法。首先，通过对网格曲面法矢进行估计，并对网格曲面局部几何特征进行拟合获得相应的曲率信息，实现网格曲面局部微分特性的重构；然后，综合考虑磨削曲面的曲率信息，在曲率较大的关键路径点处进行磨削工具姿态的指定，并采用四元数插值在指定的姿态间生成光顺变化的过渡姿态，以提高磨削过程的运动平稳程度和磨削表面的均匀性。仿真结果和加工实例表明，该算法能够产生光顺性良好和过渡均匀的磨削工具姿态，并且能够很好地适应网格曲面的曲率变化，保证了磨削过程的平稳性和磨削效果的均匀性。

机器人自动锁螺钉装配任务规划与实验

刘鹏, 秦涛, 余伟伟, 李波

2022, (9): 52-56. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.008

摘要 HTML PDF(1641KB)

摘要:
针对工业自动化生产中锁螺钉装配存在工作效率低下、自动化程度不高的问题，面向螺钉和螺钉板自动上下料、自动锁螺钉装配等自动化需求，设计了机器人自动锁螺钉装配系统，介绍了系统的组成单元和工作原理，规划了自动锁螺钉装配任务的实现路径。设计了机器人自动锁螺钉装配系统的控制器的硬件和软件，并配置了I/O地址，编写了机器人自动锁螺钉装配控制程序，实现了机器人自动锁螺钉装配目标。最后通过连续实验测试统计自动锁螺钉装配个数，分析了工作效率，验证了机器人自动锁螺钉装配的可行性，具有一定的工程应用价值。

基于刚度矩阵法的并联机构静刚度特性分析

朱春霞, 孙家宁, 赵元

2022, (9): 57-61. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.009

摘要 HTML PDF(1004KB)

摘要:
刚度是并联机构的重要的特性之一，以3-TPT并联机构为研究对象，依托刚度矩阵法对其静刚度分析求解。利用虚功原理对其进行静力学分析，通过静力学雅可比矩阵的求解，以应对当并联机构受力平衡时，机构动力与负载的联系。同时运用刚度矩阵法构建了该机构的静刚度模型，并求解了机构的支链和整体的刚度，通过研究发现支链中对其的刚度影响最大是主动部分；并且当末端所受外力确定时，其末端的受力变形随着受力点x、y、z坐标的增大而减小。这为并联机构在生产实践中提供了设计理论基础。

铜钨合金工具电极电火花多次切割工艺研究

李文明, 周长武

2022, (9): 62-68. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.010

摘要 HTML PDF(3224KB)

摘要:
铜钨合金工具电极在电火花成形加工中具有极佳的加工性能，电火花线切割多次切割是工具电极制造的重要技术方法。通过响应曲面法研究了第1次切割脉冲宽度、峰值电流、伺服电压对切割速度的影响规律，并优化得到了最大切割速度下的组合工艺参数，在此基础上又进行了不同切割次数对工具电极加工质量影响的研究。研究结果表明：第1次切割脉冲宽度50 μs、峰值电流12 A及伺服电压12 V，切割速度最大为25.08 mm²/min。1次切割的尺寸误差在10 μm以内，切割表面粗糙度Ra2.582 μm；2次切割的尺寸误差在5 μm以内，切割表面粗糙度Ra1.177 μm；3次切割的尺寸误差在3 μm以内，切割表面粗糙度Ra0.732 μm。随着切割次数的增加，切割表面沉积的碳元素增多，有助于提高电极的低损耗性能。

航空涡轮叶片扩散型气膜孔电火花铣削加工关键工艺研究

王浩杰, 曹自洋, 张洋精

2022, (9): 69-76. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.011

摘要 HTML PDF(2443KB)

摘要:
针对Inconel 718航空涡轮叶片扩散型气膜孔加工中复杂三维微细型腔的加工要求，采用微细电火花端部放电分层铣削加工工艺，针对铣削加工中分层厚度、运动轴90°转角伺服加减速控制等关键工艺对三维结构纵横截面轮廓度的影响进行研究。建立电火花铣削加工底面轮廓通用数学模型，利用MATLAB仿真分析不同初始分层厚度对轮廓底面的影响，通过试验获取0.005 mm初始加工深度并加工出表面轮廓度小于0.01 mm的三维扩散型气膜孔纵向截面。针对三维结构横向截面中存在的90°大转角，采用混合S型伺服进给控制策略，减小90°转角处因过大速降引起的内凹横向截面，通过试验获得高精度扩散型气膜孔横向截面。

基于数字孪生的航空整体加强框装配定位系统的研究

唐文献, 武锋锋, 武甜

2022, (9): 77-81. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.012

摘要 HTML PDF(1281KB)

摘要:
针对航空整体加强框装配定位过程管控性差、实时性不强等问题，提出基于数字孪生的航空整体加强框装配定位方法。基于装配进度对应工艺编号及反馈的柔性工装末端定位器和航空整体加强框实体状态信息创建装配定位对象和柔性工装的数字孪生模型；通过“ANSYS”软件分析反馈的接触力大小和监测点坐标信息，预测定位质量，优化调整量；借助“Unity3D”软件监控柔性工装末端定位器的微调运动，避免微调超出设计要求，确保装配定位现场操作安全性，实现了装配现场定位过程的实时管控优化。

基于Python的多轴线连杆转向系统数字化平台设计

陈俊, 兰希, 康绍鹏, 强红宾, 刘凯磊

2022, (9): 82-89. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.013

摘要 HTML PDF(2014KB)

摘要:
随着各类重型装备及大型构件的运输及施工任务急剧增加，大型运载装备的需求不断增多，针对模块化轴线运输车的转向连杆系统设计问题，提出了连杆转向系统数字化设计方法。在多轴线车连杆转向系统的理论基础下，采用Python对SolidWorks各功能模块以及MATLAB优化算法实现开发调用，建立了连杆转向系统的数字化设计平台，开发人机交互的图形用户界面，可根据用户所需，优化调整连杆转向系统孔位布置，实现最优转向角度，并将各参数传输至三维模型中，实现参数化设计及自动化装配。以三轴线连杆转向系统为例，进行了参数化设计与优化，转角误差减小至2.4°以内，提高了轴线车转向精度，设计效率提高约45%以上。

基于多层融合网络钛合金铣削加工过程中切削力预测研究

王正桓, 张超锋

2022, (9): 90-96. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.014

摘要 HTML PDF(1368KB)

摘要:
针对制造装备中钛合金材料在铣削加工过程中对切削力预测研究的问题，提出了一种基于多层融合网络结构的方法来对切削力进行预测研究。首先对钛合金在VMC600加工中心上进行不同转速、进给速度和轴向切深的铣削实验并将采集到的实验数据利用融合网络进行预测分析。其次对单一模型与基础2层融合网络两种不同方法开展预测分析。在明确2层融合网络预测优势的情形下，进一步开展在不同层数情况下的预测精度和计算时间成本情况的研究。研究结果表明多层融合网络预测精度比单一模型平均提高了78.19%，当网络层数为6层时达到了预测精度最佳。利用多层融合网络对钛合金铣削过程中的切削力变化取得较好的预测效果，从而为铣削过程中合理制定加工工艺提供重要的参考。

基于扰动事件的智能车间生产管理系统研究

毛柯夫, 苑明海, 孙超, 裴凤雀, 顾文斌

2022, (9): 97-103. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.015

摘要 HTML PDF(1784KB)

摘要:
智能车间异构制造资源众多，车间扰动繁杂，生产服务模块更加多样且复杂，因此为了实现对车间不同功能模块的清晰化管理，设计开发一种基于扰动事件的智能车间生产管理系统尤为重要。根据用户对产品独特性和时效性要求，提出了基于智能车间扰动事件的调度管理系统业务流程和总体架构。采用B/S(Browser/Server)体系结构，并基于Visual Studio.NET集成平台，使用Web ASP.NET进行数据库开发，从五大功能模块进行设计，实现车间制造数据信息的充分利用，并对系统的主要功能界面进行展示，最后验证智能制造车间对异常事件监控处理及生产调度模型的可行性和合理性。

基于机器视觉微小螺纹孔缺陷智能检测技术的研究

林杰, 宣寒玉, 宋学勇, 赵敏

2022, (9): 104-110. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.016

摘要 HTML PDF(2118KB)

摘要:
针对手机结构件中微小螺纹孔质量检测难题，使用多相机组合的创新设计和光学结构系统创新，通过包含图像采集技术、数据传输技术、多种缺陷的分类技术，以及缺陷图片存储和分析等技术的研究，设计了一种基于机械视觉微小螺纹孔缺陷智能检测系统性方法。不仅介绍了该检测方法的硬件系统如相机、镜头、光源和棱镜等硬件的设计方法，还介绍了螺纹小径的测量算法、螺纹圈数检测算法等螺纹检测算法和软件的设计方法。最后，通过实验研究，该技术方法的先进性和可行性得到了验证，为该技术的推广应用奠定了理论与实验基础。

机器人点焊电极磨损的视觉检测补偿应用研究

童洲, 韩伟, 谈毅, 邹昊

2022, (9): 111-116. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.017

摘要 HTML PDF(1796KB)

摘要:
针对车门翼板大批量机器人点焊生产过程中，经过多次修磨的电极长度、电极形状和电极杆渐进嵌入，造成的电极与板材工件间的实际接触面积减少、放电距离和密度变化影响焊接质量的问题。分析FANUC机器人点焊电极修磨、更换和补偿工作过程，研究视觉技术检测电极修磨量电极量、电极杆嵌入量及生成电极工作履历数据库的功能。运用FANUC宏程序补偿电极头修磨的损耗和电极杆嵌入量，保证每个焊点电极位置的稳定精确度。通过对电极修磨精度、更换损耗量成本进行管理控制，提高机器人电阻焊质量和精细化管理水平。

基于机器视觉自动化装配系统研究

黄波, 赵飞, 王佳, 何庆中, 王宇峰

2022, (9): 117-122. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.018

摘要 HTML PDF(1817KB)

摘要:
在装配环节，针对目前多数企业（尤其是中小型企业）采用人工装配、劳动量大、装配效率低的问题，提出一种基于机器视觉的自动化装配系统研究。以YB100型转子式机油泵为研究对象，通过SolidWorks软件进行虚拟样机三维结构设计，Halcon做相机内参标定，分层式系统控制以及人机交互平台搭建，完成实物搭建与装配流程实物说明。最后，经过重复性测试计算与装配时间的实验分析测试，可得出，自动化装配的重复定位精度0.02 mm，且根据测试零件定位时间可得出各个零件装配在500 ms以内，满足机油泵装配在精度与效率上的要求。

半椭球形微凸体的结合面接触热导分形模型

赵海路, 张学良, 许雍泰

2022, (9): 123-130. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.019

摘要 HTML PDF(1617KB)

摘要:
基于K-E模型和三维分形理论，将结合面接触点拓展为椭圆形，建立了考虑半椭球形微凸体弹性、弹塑性和塑性变形机制的结合面接触热导分形模型。基于所建模型研究了椭圆偏心率、分形参数和法向载荷对结合面接触热导的影响，模型仿真结果表明：微凸体为半椭球形的结合面接触热导随椭圆偏心率、分形维数、法向载荷和接触率的增大而增大；而随着分形粗糙度参数的增大而减小；所建模型较于半球形微凸体的结合面接触热导模型更适用于法向载荷较大的情况。并将所建模型的仿真计算结果与实验数据进行了对比分析，验证了所建模型的正确性，从而为实际工程中求解有关结合面接触热导问题提供了一定的理论参考。

Ti40阻燃钛合金切屑形成和铣削力波动特性研究

吕东升, 王保升, 侯军明

2022, (9): 131-136, 142. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.020

摘要 HTML PDF(2307KB)

摘要:
Ti40阻燃钛合金是beta型钛合金，在切削过程中，切削变形复杂、切削温度高、切削力大且波动大，使得刀具磨损破损十分严重。通过对切屑金相图片进行观察，研究Ti40切屑形态及形成机理，同时对Ti40阻燃钛合金的铣削力波动特性进行分析，分析切屑形成过程、机理与铣削力波动特性之间的关系。结果表明:晶粒内部生成大量绝热剪切带，切屑厚度呈不规则变化，形成的锯齿形切屑表面上有大量微锯齿和明显的微裂纹产生；随着切削速度升高，绝热剪切带形成频率提高，显著锯齿形切屑形成，剪切变形带之间亚晶粒数量显著增加和细化。铣削力在波峰上发生了显著波动，波动次数和幅度与显著锯齿形切屑形成相对应。铣削力波动是锯齿形切屑形成过程中发生了绝热剪切和振动导致的切削方向改变等综合因素引起。

航空航天内六角螺钉保险丝孔专用加工设备的改进设计

王丽华, 赵淳, 乔远鹏

2022, (9): 137-142. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.021

摘要 HTML PDF(1276KB)

摘要:
针对航空紧固件内六角螺钉保险丝孔（多为镍钴钛材料）加工易磨损、易断、加工成本高和效率低等特点，选用高速电火花数控小孔机床进行改进。基于三菱FX3U 系列PLC，设计开发了航空紧固件内六角螺钉保险丝孔自动送卸料夹持分度装置，具有内六角螺钉保险丝孔加工中自动送卸料、自动夹持以及按要求分度功能，解决六角螺钉保险孔难以加工的问题，大大地提高了生产效率。

薄壁铝型材挤压过程的金属流动特性分析

黄雪梅, 盘德文, 林雅芳, 罗艺茹, 邓汝荣

2022, (9): 143-147. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.022

摘要 HTML PDF(1667KB)

摘要:
随着薄壁挤压型材需求的增大，了解铝棒在挤压筒的金属流动和金属在模内流动的情况十分必要。通过实验方法，探讨了挤压简单薄壁铝型材的金属流动状况。实验表明，通过改变挤压速度和壁厚可获得铝坯料的不同流动方式和材料性能。实验提供了在不同放大倍数下采用轮廓图来表征金属流动的技术；在挤压的不同阶段，可通过测试晶粒尺寸、形状和取向来描述挤压过程中金属的状态。通过实验，发现挤压速度和壁厚尺寸是影响薄壁型材挤压过程中金属流动的主要因素。

基于MBD的三维装配工艺规划系统的研究与应用

曾芬芳, 杜坤鹏, 王华昌

2022, (9): 148-152. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.023

摘要 HTML PDF(1260KB)

摘要:
三维装配工艺以动画的形式，辅以音频和文字，直观生动地表达装配过程和装配要求，工人容易理解且不易产生歧义，对提高装配质量和提高效率非常有效。文章研究了如何有效利用三维模型中的信息，快速高质量地完成三维装配工艺。首先通过对MBD技术的研究，建立了基于MBD的装配信息模型；其次提出了“拆卸定义装配”的方式来规划装配活动，将拆卸活动归纳为螺旋运动、直线运动等多类拆卸活动，通过对拆卸活动的顺序、拆卸活动的属性做“逆操作”来定义装配活动；最后采用基于MBD的装配信息模型和“拆卸定义装配”的模式研发了三维装配工艺规划系统，此系统通过在制造企业的应用，验证了方案的可行性和合理性，缩短装配工艺设计周期，提高装配效率和质量。

基于GA-ACO-BP网络的机床主轴热误差预测

田春苗, 季泽平, 阿勇嘎, 张学炜, 唐术锋, 郭世杰

2022, (9): 153-161. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.024

摘要 HTML PDF(1810KB)

摘要:
为解决反向传播（BP）神经网络建立的主轴热误差预测模型精度低、收敛速度慢和易陷入局部最优解的缺点，利用K-means++算法和相关性分析对温度测点进行优化并提取热敏感点，并利用遗传算法（GA）对蚁群进行交叉变异处理，构建GA-ACO网络来确定最优的隐含层节点数、权值、阈值，实现对BP神经网络拓扑结构的优化。分别建立基于BP和GA-ACO-BP网络的主轴热误差预测模型，以双转台五轴加工中心为研究对象，采用五点法对主轴热误差进行测量。热误差实验结果表明：K-means++算法与Person、Sperman和Kendall相关分析相结合可有效降低温度变量间的多重共线性；GA-ACO-BP模型可实现对主轴热误差的预测具有更高的预测精度。

基于STM32的焊缝宽度测量系统设计

李国洪, 乔泽

2022, (9): 162-166. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.025

摘要 HTML PDF(1254KB)

摘要:
为减少特定焊接场合中的人为参与，实现焊接自动化。以STM32与OV2640等硬件为核心，设计一种焊缝宽度测量系统，通过其自带的数字摄像头DCMI接口来接收摄像头返回的RGB565格式图像，之后对图像进行灰度化、二值化和区域标记等算法处理，最后实时统计出两块钢板之间的像素点，从而计算出两块钢板之间的实际距离。实验数据表明，系统测量误差可控制在2%以内，实现较高精度的焊缝间距测量，为后续实现焊接自动化提供了必要的数据，有望应用于实际工程中。

回转轴空间六方位转角误差辨识解析与补偿实验分析

张颖, 于博, 胡月

2022, (9): 167-172. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.026

摘要 HTML PDF(1359KB)

摘要:
调研了影响五轴数控机床加工精度的回转轴空间六方位误差是当前运动轴中急需解决的关键问题，深入探讨了回转轴运动过程中空间六方位误差的具体表现形式，根据空间几何关系采用数学基础理论对回转轴空间六方位误差进行了建模解析，得到了回转轴空间六方位误差的大小及相互影响关系，应用双频激光干涉仪角度检测组件对回转轴进行了滚转误差在线检测与辨识计算，总结了滚转误差的存在特征，提出了适应性补偿方法，建立了滚转误差补偿模型。实验表明，研究的辨识理论及补偿方法有效可行，补偿后滚转误差残差均方差已经降到了2.769×10⁻²，可满足高精度五轴数控机床的运动需求。

横梁移动式五轴龙门铣床摆动轴与位置相关的几何误差检测与辨识

邬昌军, 郑明明, 王巧花, 范晋伟, 王良文, 宋晓辉

2022, (9): 173-180. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2022.09.027

摘要 HTML PDF(2703KB)

摘要:
横梁移动式五轴龙门铣床是一种高速铣削，适用于大型、重型工件的双摆头五轴机床，其摆动轴作为机床传动链的最末端，直接与刀具相连。因此，摆动轴与位置相关的几何误差的检测与辨识对提高大型五轴机床的加工精度具有非常重要的意义。以XKAS2525×60型五轴龙门铣床为研究对象，利用多体系统运动学理论建立机床摆动轴（B轴）运动学模型，并基于球杆仪建立机床摆动轴几何误差辨识模型。最后，通过实验检测和辨识出了B轴6项与位置相关的几何误差，并对实验结果进行回归分析和对比分析，结果表明：所提出的机床摆动轴几何误差检测与辨识方法是可靠有效的，检测与辨识结果是正确的。

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