一、NC加工位置误差模型及其测量和补偿方法研究（论文文献综述）
郑发家[1]（2021）在《数控机床三直线轴21项几何误差测量系统与应用研究》文中指出数控机床作为现代制造业的“工业母机”,是衡量国家装配制造业水平的重要标志,加工精度是其关键指标。误差补偿成为提高与保持数控机床加工精度的主要途径和发展趋势,快速准确测量数控机床的各项误差是进行误差补偿的前提与关键。作为数控机床的关键运动部件,直线轴在运动过程中共产生6自由度几何误差,数控机床三直线轴共有21项几何误差。如何实现21项几何误差的快速高精度测量,成为数控机床误差补偿急需解决的测量难题和研究重点。针对以上难题,本论文依托国家自然科学基金重大科研仪器研制项目,在课题组长期研究单直线轴6自由度几何误差同时测量的基础之上,创新提出了激光一步三线数控机床三直线轴21项几何误差快速高精度直接测量方法,建立了三直线轴21项几何误差统一测量误差模型,研制了相应的测量系统,开展了一系列实验室和现场测试工作,验证了测量系统的有效性和可靠性。本论文的主要工作及创新如下:（1）提出了激光快速高精度直接测量数控机床三直线轴21项几何误差方法,实现一步安装自动测量得到数控机床三直线轴21项几何误差。相比单参数激光干涉仪,不仅提高了测量效率,同时减少了多次安装调节带来的调节误差以及长时间测量环境改变产生的测量误差,提高了测量的综合精度。（2）建立了不同类型数控机床三直线轴21项几何误差统一测量误差模型,实现了测量方法的普适性。将4种结构类型数控机床3直线轴几何误差的测量方式规范为2种测量模式;分析了探测器的6项安装误差、18项误差敏感组合棱镜安装制造误差对直线轴几何误差测量的影响,建立了2种测量模式中的单直线轴6自由度几何误差测量误差模型。以此为基础,通过分析光线精确控制转向装置的安装制造误差对测量的影响,建立了数控机床三直线轴21项几何误差统一测量误差模型,通过Zemax仿真和实验验证了模型的正确性。（3）发明并研制了光线精确转向控制装置和18项误差敏感组合棱镜,研制了数控机床三直线轴21项几何误差快速高精度直接测量系统,完成了其中的光学设计、信号处理电路设计、测量软件设计等,实现对数控机床三直线轴21项几何误差的快速高精度直接测量。进行了一系列实验研究,结果表明:直线度、偏摆角和俯仰角、滚转角、垂直度的测量重复性误差分别为±0.5μm、±0.5″、±1.5″、±0.6″,与激光干涉仪和电子水平仪的对比偏差分别为±0.7μm、±0.5″、±1.0″、±1.6″。与单参数激光干涉仪相比,本测量系统的效率提高了45倍。（4）开展了数控机床加工精度和补偿效果应用研究。在提高数控机床加工精度方面,分析了实验室所用数控机床的空间位置误差分布,获得了对空间位置精度影响较大的关键几何误差元素。在现场大型龙门机床三直线轴21项几何误差测量与补偿方面,测量系统在10min内完成了21项几何误差的测量,极大提高测量效率的同时,获得了较高的现场测量精度。此外,根据系统获得的3个直线轴的定位误差对机床进行了误差补偿,经过国家智能制造装备产品质量监督检验中心（浙江）的鉴定表明:经过误差补偿,机床X、Y轴的定位精度分别提高了76%、79%,取得了较好的补偿效果,研制的测量系统获得了成功应用。
彭昊[2]（2021）在《数控机床动态性能控制技术研究》文中指出现代制造业的不断发展对数控机床的运行性能提出了更高的要求。由于数控机床的机械结构十分复杂,机体内各部件之间的连接配合十分精密,使得数控机床容易受到加工环境与工况的影响,从而导致机床的加工精度和稳定性降低。研究表明,由热变形导致的误差在机床误差中的比重最高,而对于高性能数控机床而言热误差所占的比例甚至高达70%。此外,在加工过程中机床颤振现象的出现会严重降低工件的表面加工质量,也会对加工刀具和机床结构造成严重的破坏,颤振现象已经成为提高机床加工性能的重要阻碍之一。机床热变形与颤振导致的误差占据了机床误差的50%以上,因此本文主要针对机床热误差和颤振进行了补偿与控制方面的研究。首先,本文通过对机床热误差测量方法的比较分析,提出“五点测量法”进行机床热误差的测量,并阐述了机床温度测点优化与热误差建模的理论与方法。文章对机床颤振现象的发生机理进行了理论分析,并通过颤振信号分析得到了颤振现象在时域和频域中的发展规律与特征。其次,在完成机床热误差与颤振的相关理论与数据分析的基础上提出了机床性能控制系统。通过对机床状态信息的采集以及上位机程序的处理完成机床热误差的预测以及机床颤振的监控与识别。为了实现机床动态性能的运维控制,对基于FANUC系统原点偏移功能和SIEMENS系统温度补偿功能的热误差补偿方法,以及基于机床主轴转速调整功能的颤振抑制方法进行了研究。最后,为探究机床性能控制系统的应用效果,本文进行了热误差补偿与颤振控制的实验,实验数据表明机床性能控制系统对机床热误差与颤振的补偿控制取得了良好的效果。
张铁建[3]（2021）在《面向非球面零件在线检测方法研究》文中研究说明非球面光学零件凭借其在光学系统中可有效的矫正系统像差,扩大系统的视场角度,减轻系统整体质量和降低系统体积等作用,被广泛应用于各高精尖科技领域内。随着高新技术产业的蓬勃发展,市场上对于非球面光学零件的需求量日益增加,如何提高非球面零件加工制造加工效率是当前需要解决的重大难题。非球面面形检测作为其加工工艺的一部分,如何准确、快速、高效地完成面形检测,对提高非球面零件的加工效率至关重要。目前,在非球面零件加工过程中,通常采用离线检测的方式,这样不仅会降低加工效率,还会由于零件的二次装夹误差影响加工精度。因此,为了提高非球面零件的加工效率,本文将机床在线检测应用在非球面零件磨削成型阶段,将零件检测-加工-再检测这一过程集成于机床上完成。论文的主要研究工作如下:（1）在分析国内外研究现状的基础上,确定使用接触式触发测头作为非球面零件在线检测的检测设备。在研究设计非球面零件在线检测系统总体方案后,通过分析系统工作原理和系统工作流程,提出系统的工作指标。在研究系统组成的基础上,着重对测头系统进行深入研究,设计一种以光学开关为触发方式的测头结构,并且对测头系统的信号传输电路进行设计。对系统软件进行设计,实现测头位置信息的采集和生成NC测量程序等。（2）结合系统工作指标,对系统的误差情况进行详细的分析,以证明系统可行性。对测头静态预行程误差和测量坐标系与工件坐标系不重合误差进行建模,并通过仿真分析预行程误差和坐标系不重合误差对测量精度的影响。（3）以最小二乘法作为基本数学理论,研究非球面轮廓点的数据处理问题。首先以五点三次法作为数据平滑处理的方法;其次对预行程误差和坐标系不重合误差补偿处理,应用高斯牛顿迭代法对不可直接求解的（Δx,Δy,Δz,δx,δy,ΔR）进行分离求解。（4）搭建实验平台应用触发式测头对完成精磨后的零件进行在线测量。首先对红宝石测球轮廓误差进行标定和测量点的规划,然后分别对零件完成第一次精磨后和经过修磨处理后的零件实施测量,以轮廓仪检测的数据作为对比标准。经实验验证,与轮廓仪检测结果误差小于0.4μm,且精度达到系统技术指标。
侯宏天[4]（2021）在《双转台五轴数控机床几何误差辨识与补偿研究》文中提出五轴联动机床被广泛应用于复杂曲面的加工,具有加工效率高、精度高等优点。但五轴机床的两个旋转轴增加了额外的几何误差,影响了加工精度。因此本文对BC型双转台五轴数控机床的几何误差辨识算法进行了研究,基于齐次坐标变换建立了数控机床的几何误差模型和运动学模型,并利用球杆仪测量,提出了一种基于虚拟观测法的几何误差辨识算法,在此基础上通过所建立的运动学模型对机床误差进行了补偿。具体工作如下:首先,基于齐次坐标变换理论对Mikron HEM 500U五轴加工中心进行了误差源及运动学分析,并确定了机床刀具运动链与工件运动链各体之间位置变换矩阵,在此基础上建立了数控机床几何误差和运动学模型,为后续的误差补偿提供理论支持。在误差建模基础上,根据几何误差模型,建立了几何误差元素与杆长变化量的数学模型,然后基于球杆仪分别设计了平动轴与旋转轴几何误差的测量策略。将机床的误差元素进行参数化建模后联立杆长数学模型,并建立了平动轴几何误差辨识模型。进一步的,对于旋转轴采用球杆仪分别安装在B、C轴轴向、径向、切向进行了测量,然后建立了旋转轴与位置无关几何误差与杆长的辨识的模型,为辨识机床的几何误差提供了理论依据。其次,根据设计的测量策略,对机床的平动轴和旋转轴进行了测量与辨识。针对平动轴测量,利用球杆仪对平动轴三个平面进行测量,进而通过虚拟观测法求解出平动轴各误差元素多项式系数,并进行了反求杆长变化量,以证明该辨识方法是正确性。针对旋转轴的测量,采用“一轴旋转另一轴固定”测量策略进行了旋转轴的测量并辨识出五轴机床旋转轴的与位置无关几何误差。最后,在建立的实际逆运动学模型基础上,对数控机床进行了误差补偿,通过CAM软件生成刀位数据,直接将刀位数据代入逆运动模型,并得到补偿后NC指令。进一步进行了仿真实验对比,通过叶轮叶片的精加工对比,证明了该方法的有效性。接着对圆弧插补运动进行了补偿,将平动轴的误差辨识结果代入实际逆运动模型,通过导入圆弧插补的刀位数据,生成补偿后的NC代码,在机床上进行了补偿实验。补偿后,整个机床的圆度误差和X轴的直线度都有所提升,从而证明了补偿方法的有效性。
吴国龙[5]（2020）在《非共光路外差激光干涉镜组热漂移抑制及测试方法》文中研究说明近年来随着超精密加工制造及精密计量等领域的快速发展,位移测量精度需求逐渐由纳米量级向亚纳米甚至皮米量级过渡。非共光路外差干涉光路由于解决了传统共光路外差干涉光路中几纳米至十几纳米的周期非线性误差,已然成为下一代干涉仪的发展方向。然而,非共光路干涉结构的光路更复杂且光程更长,这导致其比传统共光路干涉结构更容易受到温度的影响,此时镜组热漂移误差则凸显出来,成为制约非共光路外差干涉仪进一步提高测量精度的关键因素。本文为解决非共光路外差激光干涉仪测量精度受温度变化引起镜组热漂移误差制约的问题,建立了非共光路外差激光干涉镜组热漂移误差的数学模型,并提出了对应上述误差的抑制方法,同时提出了一种能够精确、快速地测试镜组热漂移误差的测试方法。具体研究内容如下:（1）针对非共光路外差干涉镜组在均匀温场条件下存在干涉镜组热漂移误差的问题,建立了均匀温场条件下非共轴外差激光干涉镜组的热漂移误差的数学模型。该模型量化了非共光路外差干涉镜组热漂移误差与光学材料、干涉光路结构及镜组温度的关系,同时表明光路结构是影响该误差的重要因素。基于上述模型提出了一种基于结构平衡的被动式抑制方法。该方法通过在镜组光路结构设计时保证参考臂和测量臂的光程满足结构平衡条件的方式避免了温度变化引起附加光程,进而实现消除镜组热漂移误差的目的。理论计算和仿真结果表明,通过使干涉光路满足结构平衡条件的方法可以有效地抑制匀温场条件下非共光路外差干涉镜组的热漂移误差。（2）针对非共光路外差干涉镜组在梯度温场条件下存在干涉镜组热漂移误差的问题,建立了梯度温场条件下非共轴外差激光干镜组的热漂移误差的数学模型。该模型表明在梯度温场条件下满足结构平衡条件的非共光路外差干涉镜组仍存在镜组热漂移误差,并阐释了该误差形成的主要原因是梯度温场破坏了测量臂和参考臂之间光程的平衡。基于上述模型提出了一种基于RBF神经网络的主动式补偿方法,该方法通过对边界条件一定的条件下干涉仪输出随温度的表现进行学习建立对应的RBF神经网络,实现了对镜组热漂移误差主动补偿。仿真结果表明,当x轴双边热冲击条件下冲击表面温度变化速率为1℃/h时,镜组原有的热漂移误差可达到15 nm,通过RBF神经网络补偿的方式可将该误差峰峰值降低至0.8 nm。（3）针对目前关于外差激光干涉镜组热漂移误差测试装置对温场主动控制和外界干扰隔离技术的需求,提出了一种适用于外差激光干涉镜组热漂移测试系统中的热调控装置。该热调控装置主要有两个特性:一是通过主动控制辐射变温单元中热源的分布,可以使上述测试装置具有能够分别测量均匀和梯度温场条件下镜组热漂移误差的能力;二是利用多层复合壁式热屏蔽结构可有效屏蔽和均化外部辐射扰动。仿真结果表明,当真空腔上表面在外界环境温度变化的影响下2h内温度从20℃线性变化为21℃时,在没有热屏蔽结构存在的条件下干涉镜组的温度随腔体的温度升高且呈非线性关系,热屏蔽结构可将干涉镜组上表面的最大温升从0.44℃降低至0.042℃。（4）以上述研究内容为基础,搭建了非共光路外差干涉镜组热漂移误差测试系统,对本文的研究内容进行实验验证。首先,对干涉镜组热漂移测试系统的性能进行了实验验证,实验结果表明多层复合壁结构可将真空腔体引起的镜组温度变化抑制降低至无屏蔽结构条件下的1/7,与理论计算值一致。其次,对均匀温场条件下镜组热漂移误差形成机理和基于结构平衡的镜组热漂移抑制方法进行实验验证,实验结果表明均匀温场条件下,满足结构平衡条件的镜组无论在1 h的短期（温度变化速率0.1℃/h）还是在10h的长期（温度变化速率0.01℃/h）测试条件下,镜组的温场梯度恒定,并且干涉仪输出值没有出现明显漂移的现象;而不满足结构平衡条件的干涉镜组在相同测试条件下输出值结果出现了明显的漂移现象,镜组热漂移系数约28.6 nm/℃,与理论计算值26.4 nm/℃接近。最后,对梯度温场变温条件下镜组热漂移误差形成机理和基于RBF神经网络的镜组热漂移误差补偿方法进行实验验证,实验结果表明镜组温度分布随时间发生变化所设计的全对称非共光路外差干涉镜组在0.7 h的测试时间内温度整体变化了约0.07℃,而干涉镜组各测试点的温度变化速率不同导致干涉仪的输出值漂移了约2.5 nm,通过对前2/3数据进行学习并建立RBF神经网络对后1/3数据进行补偿,补偿后镜组的输出值保持在峰峰值小于1 nm的噪声水平无明显漂移现象;随后又用相同的RBF网络对不同变化速率条件下的镜组热漂移误差进行有效的补偿。
代康[6]（2020）在《五轴龙门数控机床空间误差建模与补偿》文中研究指明发展高端数控机床是《中国制造2025》的重点规划之一,也是提高我国装备制造业水平的重要前提。其中大行程、高精密的五轴龙门数控机床是加工大重型复杂零件的首选加工设备,在航空航天、发电设备、汽车工业等领域发挥着至关重要的作用。但更复杂的机床结构、运动关系和更大的机床行程导致五轴龙门机床的加工精度难以保证。空间误差是描述刀尖点在加工空间内的几何偏量,是数控机床各进给部件的几何误差作用于刀尖点的综合表现,因而非常适合描述数控机床最终加工精度。本文围绕五轴龙门数控机床空间误差建模、误差元素辨识以及误差补偿等问题进行了研究,主要内容如下:（1）建立了基于多体系统的理论以及坐标系齐次变换方法的双摆头结构五轴数控机床的空间误差模型。首先,根据多体理论绘制了机床的拓扑结构和低序体阵列,给出多体系统理论下构建任意体之间运动关系的通用方法。其次,考虑几何误差形式的多样性,采用齐次坐标变换的方式构建了误差运动矩阵。然后,构建了用于定义几何误差元素的坐标系统,按照不同几何误差类型的作用形式,分步计算相邻坐标系的实际运动变换矩阵。最后,将各自轴的误差运动沿运动链传递到刀尖点,建立空间误差模型。该模型引入了机床尺寸参数,使模型内的几何误差分量直接溯源对应轴导轨的几何缺陷,对机床调试具有一定的指导价值。（2）制定了平动轴和旋转轴的几何误差测量方案,并提出辨识方法。首先,在平动轴方面,系统分析了九线法的测量过程和辨识原理,针对测量坐标系、求解模型、测点位置组合等方面进行优化改进。其次,仿真分析验证了改进的辨识模型和优化的测点组合能够显着提升几何误差辨识的稳定性。然后,在旋转轴方面,对B、C两轴分别制定了不同的测量方案,并推导了几何误差的辨识模型。随后,针对刀轴偏移对测量结果的干扰提出了修正办法,使用MATLAB编程工具对修正后的数据进行解耦计算。最后,辨识结果显示B、C轴的径向偏移量显着高于轴向偏移,而除B轴角度定位误差较大外,其他角度误差数值很小。（3）提出了针对平动轴和旋转轴的几何误差补偿策略。首先,在平动轴方面,使用数控系统内置的螺距补偿模块对定位误差进行预补偿。其次,针对直线和圆周进给的两大基本进给方式,分别设计了直线插补和圆弧插补的补偿算法,实验表明两种算法都能一定程度上修正进给路径的偏移。然后,在旋转轴方面,基于旋转轴几何误差敏感度分析确定了误差补偿原则,提出了旋转路径逐点补偿的思路。随后。针对旋转轴的四种典型的路径形式分别进行了误差补偿实验。最后结果表明,无论是旋转轴单独转动,还是三轴、五轴联动,逐点补偿的方式都能显着降低线性几何偏差,验证了补偿方案的有效性。本研究对于创建完整工作域内的空间误差模型、快速测量并辨识平动轴及旋转轴的几何误差以及提升五轴龙门数控机床的加工精度具有一定的理论和实践意义。
张伟盼[7]（2020）在《复杂微小零件几何形位误差的精密测量与表征技术研究》文中进行了进一步梳理复杂微小型零件一般是指尺寸大小为0.1mm～10mm,特征尺寸大小0.01mm～1mm,且具有复杂形貌特征的零件。随着各学科不断向着高精尖端发展,精密的复杂微小零件在各个领域发挥着越来越重要的作用。无论采用何种加工技术,要获得合格的复杂微小精密零件,都需要先进的测量装置及方法。由于精密复杂微小零件结构形态各异,复杂多变,现有三坐标测量装置难以满足其高精度、高效率的形位误差测量要求。针对上述问题,本文研究目标为开发一种针对微小尺寸零件的几何形位误差多坐标测量及表征评价技术,主要内容为针对论文中给出的两种待测复杂微小零件,应用五自由度精密测量平台完成复杂微小零件测量轨迹规划方法的研究,实现这两种复杂微小零件的测量轨迹规划。研究复杂微小零件的形位误差表征和评价方法,研制复杂微小零件形位误差图形化的评价表征软件,实现形位误差表征的自动化。首先,针对复杂微小零件的特点,确定了合适的测量方案。并通过研究多轴加工轨迹行距计算方法,确定了测量轨迹行距的计算方法。对比了现有的测量数据采集步长方法,确定了适用于本论文的测量数据步长采集方法。完成了测头轴矢量空间姿态的规划,并基于曲率干涉检测方法确定了测头允许的最大半径。完成了测量轨迹样式的规划,基于齐次坐标变换方法,建立了测量轨迹点位文件后处理算法。并设计了测量轨迹规划流程。其次,进行了测量数据点采集技术研究,确定了数据采集方案。确定了曲面拟合重构方法。基于齐次坐标变换建立了实际测量点反求算法。并对常用的几何形位误差评价表征算法进行了数学软件工程实现,开发了形位误差评价表征软件。最后,分析实验室自研超精密五轴机床各项参数,基于该超精密机床建立了五自由度精密测量平台及测量环境。借助数学软件以及Powermill软件,基于前述测量轨迹方法,对本文待测复杂微小零件进行了测量轨迹的规划,验证了上述测量轨迹规划方法的完整性和工程实用性,并对影响复杂微小零件几何形位误差测量精度的因素进行了分析,分析了测头半径、测头轴矢量偏角、测头受热变形量、测头刚度等因素对测量精度的影响效果,并给出了相应的解决方法。
王浩[8]（2020）在《基于纬线法的轴承球球度测量方法及测量装置研究》文中认为高精度轴承球在滚动导轨、丝杠、轴承等产品中有着广泛应用,而轴承球的球度误差是造成轴承球低频振动的主要原因。现有的轴承球专用的球度检测方法主要为三正交测量法,测量效率高,但是测量范围较小,需要多次转动以测量不同的位置,通用的球度测量方法中又普遍引入了基准变动误差。因此本文以高精度轴承球球度测量为主要研究目标,研究适合于轴承球球度测量的测量方法,兼顾测量效率及精度。本文的主要研究内容有:以高精度与高效率为目标提出采用非接触式纬线法进行轴承球球度测量的测量方法。使用稳健高斯滤波对测量数据进行滤波处理,以降低异常信号对滤波结果的影响。推导了最小二乘法等球度评价方法。针对非接触式纬线法,研究了其25项几何误差项对测量结果的影响,通过齐次坐标变换建立了测量模型,获得了对测量结果影响较大的6项主要误差项。基于上述测量方法,进行了高精度轴承球球度仪研制。设计了具有较高直线度的气体静压垂直轴结构,并对气膜、柔性丝母座进行了仿真分析。以高精度、高采集频率、有一定的曲面测量能力为目标,对高精度测量传感器进行选型。为实现轴承球的快速定位,研制了锥形快换夹具,并对机械系统的精度进行了估计,能够满足设计需要。基于IMAC-FXV2运动控制器,设计了电控系统,并进行调试。使用MATLAB与C++混合编程思想进行了上位机程序编制。在调试完成之后,利用电感测微仪对气体静压转台进行回转精度测量。利用光电自准直仪对气体静压垂直轴进行直线度检测。对G5级轴承球进行了单一圆度测量及评定。对12mm轴承球进行了球度测量实验,验证了该球度测量方法的准确性。采用三正交法所得的球度误差为78.050nm,验证该球度测量方法的可行性。
孙大林[9]（2020）在《串联工业机器人定位误差多层级标定技术研究》文中研究表明工业机器人作为智能制造装备的代表,高端制造业发展的焦点,其研发、制造与应用是衡量一个国家科技创新水平的重要标志。目前工业机器人重复定位精度虽能达到0.01mm～0.1mm,但其绝对定位精度仅为毫米级。并且研究表明工业机器人末端刚度仅为数控机床的1/50,其绝对定位精度受负载的影响较大,无法满足高端制造领域的任务需求。因此,本文以Staubli TX60型六轴工业机器人为研究对象,着重开展面向高端制造应用的工业机器人误差多层级标定技术研究,从几何参数误差、刚度参数误差、残余误差三个层级完成工业机器人标定,并针对标定测量系统及测量方法提出一定的改进。旨在提高工业机器人在变负载环境中的精度性能,有望推动工业机器人在高端制造领域的广泛应用,促进我国工业机器人产业的快速发展。首先,本文分别利用圆点分析法（CPA,Circle Point Analysis）和误差模型法完成几何参数误差标定。针对传统CPA方法进行了改进,将工业机器人的综合位置误差减少了43.99%,明显优于传统CPA方法。针对误差模型方法,利用基于误差灵敏度的冗余参数分析方法代替传统冗余参数分析方法,并利用位姿误差模型方法将工业机器人的综合位置误差减少了80.34%。将两种方法对比发现,误差模型法得到的模型虽然精度更高但全局性较差,不同区域下模型位置误差变化较大,误差较大的区域是较小区域的4.84倍,而相同情况下CPA方法为1.67倍。选择模型精度更高的误差模型法完成分层标定的第一层标定,后续利用残余误差标定解决模型全局性差的问题。其次,在几何参数标定的基础上本文利用关节刚度标定方法和基于切比雪夫多项式拟合的残余误差标定方法完成分层误差标定的刚度误差标定及残余误差标定。在外加负载情况下,关节刚度误差模型成功将外加负载造成的综合位置误差下降了53.97%。基于切比雪夫多项式拟合的残余误差标定最终将工业机器人综合位置误差下降了80.64%,模型精度最终达到了0.0123mm。证明了本文所提出的针对于串联工业机器人的定位误差的多层级标定方法的有效性,满足了高端制造业对工业机器人对位置误差的要求,为实现工业机器人高精度补偿提供了良好的基础。最后,从改善串联工业机器人基坐标系转换方法及利用顺序多站式测量方法提升激光跟踪仪测量精度两个方面对目前的串联工业机器人的标定测量系统进行改进。针对现有的基坐标系转换方法的缺点,提出了一种基于多点拟合与轴线矢量测量的融合坐标系转换方法,实验表明该方法将测量时间缩短至多点拟合法的26.12%并且转换的综合均方根误差（RMSE,Root Mean Squared Error）仅比多点拟合方法高0.215mm,少量牺牲转换精度的同时极大地提升了测量效率。因为几何参数标定过程中会对基坐标系进行进一步修正,在一定范围内的转换误差并不会对后续参数标定造成影响。本文利用顺序多站式测量方法提升大型工业机器人标定测量的精度。实验表明本文提出的测量方法测量误差为0.023mm,满足大型工业机器人的标定需求,验证了该测量方法和测量系统的有效性。
曾创[10]（2020）在《大型薄壁曲面零件线激光原位测量与自适应加工方法研究》文中进行了进一步梳理大型薄壁曲面零件广泛应用于航空航天等高端制造领域,但由于其刚度差、易变形等特点,传统数控加工方法难以满足大型薄壁曲面零件的高效高精加工需求,导致生产效率低、废品率较高等问题。通过先进传感技术实现对加工系统的闭环控制是智能制造、柔性制造等产业升级中的主要思路,也是解决大型薄壁曲面零件加工难题的重要方法。本文基于线激光和五轴数控机床搭建了大型薄壁曲面零件原位测量系统,实现了“测量-加工-补偿”一体化,针对筒段零件毛坯测量与模型匹配、运载火箭贮箱箱底零件焊缝测量与补偿两个典型的自适应加工应用场景,分别实现了对大型薄壁曲面零件的原位测量与补偿加工。本文内容主要包括以下三个方面:1.搭建了基于线激光传感器的原位测量系统。设计了基于线激光传感器和五轴机床的原位测量系统,搭建了硬件系统和通信系统,并基于数控系统开发了配套的测量软件,实现了曲面零件的原位测量功能。完成了线激光测量数据向工件坐标系的转化,重点研究了传感器安装后的标定方法,实现了测量坐标系向加工坐标系的坐标转化,为后续补偿加工提供了基础。在一台五轴数控机床上测试了该原位测量系统,完成了标定实验并评估了测量系统的测量精度。2.针对复杂筒段零件铸造毛坯在粗加工中难以确定基准面的实际问题,提出了原位测量和自适应加工方法。首先通过线激光原位测量系统扫描得到零件毛坯的测量点云,进而与理论模型匹配找到余量约束下最佳匹配变换。设计了以毛坯测量点云和零件理论模型为输入,最佳毛坯变换矩阵为输出的整个算法流程,该流程主要分为粗匹配与优化匹配两个步骤,粗匹配主要以无约束整体匹配为目标,采用ICP（Iterative Closest Point）算法实现快速对齐,优化匹配则主要采用罚函数处理约束,粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization,PSO）实现优化迭代,最终达到最小余量约束下的整体最高匹配度的优化目标,得到毛坯测量点云的最佳匹配变换矩阵。与现有文献中常用的乘子法处理约束、BFGS（Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno）拟牛顿法实现无约束优化的方案相比,该方法可以实现匹配变化后所有毛坯采样点全部在可行域范围内,保证匹配后的加工余量。3.针对运载火箭贮箱箱底零件搅拌摩擦焊装配缝隙小（约0.3mm）、难测量且缝宽分布不均匀影响焊接强度的问题,采用线激光原位测量方法对装配缝隙进行了三维测量,进而基于测量结果完成补偿加工提高了缝宽一致性。基于缝隙测量结果,提出了输入为线激光单帧测量结果,输出为缝隙肩点坐标的肩点识别算法,通过肩点理论位置与实际位置的误差获取补偿刀路散点,进一步利用三次均匀B样条曲线拟合出补偿刀路曲线,最终通过插补得到可实际使用的数控加工代码。进行了实际加工实验证明了方法的有效性,提高了箱底零件搅拌摩擦焊装配缝隙的缝宽一致性,已应用于运载火箭生产厂——四川航天研究院长征机械厂。
二、NC加工位置误差模型及其测量和补偿方法研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、NC加工位置误差模型及其测量和补偿方法研究（论文提纲范文）
（1）数控机床三直线轴21项几何误差测量系统与应用研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景和研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 直接测量方法 |
| 1.2.2 间接测量方法 |
| 1.2.3 研究历程 |
| 1.3 研究目标与研究内容 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 研究内容 |
| 2 数控机床三直线轴21 项几何误差测量方法与系统 |
| 2.1 测量系统总体方案设计 |
| 2.1.1 设计原则 |
| 2.1.2 系统构成 |
| 2.2 激光一步三线三直线轴21 项几何误差测量方法 |
| 2.2.1 单直线轴6 自由度几何误差同时测量 |
| 2.2.2 三直线轴18 项几何误差测量 |
| 2.2.3 垂直度误差测量 |
| 2.3 三直线轴21 项几何误差测量系统研制 |
| 2.3.1 测量系统总体设计 |
| 2.3.2 光纤耦合传输单元 |
| 2.3.3 测量单元 |
| 2.3.4 光线精确转向控制装置 |
| 2.3.5 18 项误差敏感组合棱镜 |
| 2.3.6 测量系统软件设计 |
| 2.4 三直线轴21 项几何误差快速高精度直接测量系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 数控机床三直线轴21 项几何误差测量模式与误差分析 |
| 3.1 数控机床三直线轴测量模式 |
| 3.2 三直线轴21 项几何误差测量误差模型 |
| 3.2.1 引起测量误差的因素与分析 |
| 3.2.2 测量模式1 中单直线轴6 自由度几何误差模型 |
| 3.2.3 测量模式2 中单直线轴6 自由度几何误差模型 |
| 3.2.4 光线精确转向控制装置对21 项几何误差测量影响 |
| 3.2.5 三直线轴21 项几何误差统一误差模型 |
| 3.3 误差模型仿真分析与实验验证 |
| 3.3.1 基于Zemax误差模型仿真分析 |
| 3.3.2 测量误差模型实验验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 数控机床三直线轴21 项几何误差测量实验研究 |
| 4.1 基础性实验 |
| 4.1.1 标定实验 |
| 4.1.2 分辨率测试 |
| 4.1.3 稳定性实验 |
| 4.2 单直线轴6 自由度几何误差同时测量实验 |
| 4.3 三直线轴21 项几何误差测量实验 |
| 4.3.1 重复性实验和对比实验 |
| 4.3.2 测量效率对比实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 数控机床三直线轴21 项几何误差测量系统应用研究 |
| 5.1 提高数控机床加工精度分析研究 |
| 5.1.1 空间位置误差分布分析 |
| 5.1.2 21 项几何误差灵敏度分析 |
| 5.2 大型龙门机床21 项几何误差现场测量与补偿 |
| 5.2.1 三直线轴21 项几何误差测量 |
| 5.2.2 三直线轴定位误差补偿结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论和展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A 主要符号说明 |
| 作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）数控机床动态性能控制技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 机床热误差研究 |
| 1.2.2 机床颤振研究 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第二章 机床热误差测量与建模 |
| 2.1 热误差测量方法 |
| 2.2 机床温度与热误差同步测量系统 |
| 2.2.1 机床温度与热误差同步测量系统总体结构 |
| 2.2.2 温度测量模块 |
| 2.2.3 热误差测量模块 |
| 2.2.4 上位机测量模块 |
| 2.3 温度测点的优化 |
| 2.3.1 温度测点选择原则 |
| 2.3.2 温度测点优化 |
| 2.4 热误差建模算法 |
| 2.5 热误差测量实验 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 颤振发生机理与表征分析 |
| 3.1 颤振稳定性理论模型 |
| 3.2 颤振稳定性分析 |
| 3.3 颤振现象的监测方式 |
| 3.4 颤振现象发展规律与表征探究 |
| 3.4.1 机床颤振信号采集实验 |
| 3.4.2 信号处理与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 机床性能控制系统的研究 |
| 4.1 机床性能控制系统总体结构 |
| 4.2 状态信息采集模块 |
| 4.3 上位机数据处理模块 |
| 4.4 机床PLC控制模块 |
| 4.4.1 FANUC系统的热误差补偿途径 |
| 4.4.2 SIEMENS系统的热误差补偿途径 |
| 4.4.3 机床颤振的控制途径 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 机床性能控制系统的应用 |
| 5.1 机床热误差的补偿 |
| 5.1.1 机床温度与热误差测量 |
| 5.1.2 热误差补偿效果验证 |
| 5.2 机床颤振现象的控制 |
| 5.2.1 颤振控制对照实验 |
| 5.2.2 实验数据比较与分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 |
（3）面向非球面零件在线检测方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非球面轮廓测量研究现状 |
| 1.2.2 接触式精密测头研究现状 |
| 1.2.3 在线测量误差补偿研究现状 |
| 1.2.4 文献小结 |
| 1.3 本文研究内容 |
| 第2章 非球面零件在线检测总体方案研究设计 |
| 2.1 非球面零件在线检测总体方案 |
| 2.1.1 检测原理及系统结构 |
| 2.1.2 检测流程 |
| 2.1.3 技术指标 |
| 2.2 测头系统设计及选型 |
| 2.2.1 触发式测头设计 |
| 2.2.2 信号传输及电路设计 |
| 2.2.3 测头探针的选型 |
| 2.2.4 接收器及其通讯设计 |
| 2.3 非球面零件在线检测系统软件设计 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 误差分析与建模 |
| 3.1 误差分析 |
| 3.2 静态预行程误差建模 |
| 3.2.1 测量触发力角度与被测点关系 |
| 3.2.2 触发过程中测头机构受力分析 |
| 3.2.3 测头触发力推导 |
| 3.3 坐标系不重合误差建模 |
| 3.4 误差仿真分析 |
| 3.4.1 预行程误差模型仿真分析 |
| 3.4.2 坐标系不重合误差仿真分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 轮廓点数据处理方法研究 |
| 4.1 数据处理流程研究 |
| 4.2 数据预处理 |
| 4.2.1 数据点有效真值的计算 |
| 4.2.2 平滑计算方法选择 |
| 4.2.3 基于五次三点法的数据处理 |
| 4.3 数据补偿方法研究 |
| 4.3.1 测头误差补偿 |
| 4.3.2 坐标系不重合误差补偿 |
| 4.4 仿真实验分析 |
| 4.4.1 五点三次法仿真分析 |
| 4.4.2 数据模拟处理仿真分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 实验验证与分析 |
| 5.1 非球面元件表面质量评价参数 |
| 5.2 测球直径标定 |
| 5.2.1 标定的必要性说明 |
| 5.2.2 测球标定实验 |
| 5.3 测量点规划 |
| 5.3.1 工件坐标系原点确定 |
| 5.3.2 触测间距与测头运动关系 |
| 5.4 非球面零件实际检测 |
| 5.4.1 非球面加工工艺流程 |
| 5.4.2 加工零件及试验设备 |
| 5.4.3 实验过程及结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 工作总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
（4）双转台五轴数控机床几何误差辨识与补偿研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 数控机床误差的分类 |
| 1.3 国内外研究现状及发展趋势 |
| 1.3.1 几何误差检测及辨识研究现状 |
| 1.3.2 几何误差补偿现状 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 五轴数控机床几何误差建模与运动学分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 五轴数控机床结构及其几何误差元素分析 |
| 2.2.1 BC型双转台五轴数控结构 |
| 2.2.2 五轴数控机床几何误差元素分析 |
| 2.3 双转台五轴机床几何误差模型的建立 |
| 2.3.1 坐标系的标定 |
| 2.3.2 齐次坐标变换原理 |
| 2.3.3 刀具运动链变换矩阵 |
| 2.3.4 工件运动链变换矩阵 |
| 2.3.5 五轴数控机床综合误差模型的建立 |
| 2.4 双转台五轴机床运动学模型的建立 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于球杆仪五轴数控机床的误差辨识 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 球杆仪测量系统组成及工作原理 |
| 3.2.1 QC20-W型球杆仪系统组成 |
| 3.2.2 球杆仪工作原理 |
| 3.3 基于最小二乘法球杆仪安装误差的消除 |
| 3.4 平动轴几何误差杆长变化模型的建立 |
| 3.5 平动轴几何误差辨识 |
| 3.5.1 几何误差元素建模 |
| 3.5.2 几何误差辨识原理 |
| 3.5.3 基于虚拟观测法的辨识求解 |
| 3.6 旋转轴几何误差辨识模型及算法 |
| 3.6.1 旋转轴几何误差测量模型的建立 |
| 3.6.2 基于球杆仪旋转轴测试方案设计 |
| 3.6.3 旋转轴几何误差的分离 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 几何误差的测量及辨识结果 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 平动轴几何误差检测及辨识结果 |
| 4.2.1 平动轴的检测前期工作 |
| 4.2.2 球杆仪安装及实验过程 |
| 4.2.3 平动轴的检测与辨识结果 |
| 4.3 旋转轴的几何误差检测及辨识结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 基于实际逆运动学的机床几何误差补偿 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 误差补偿设计 |
| 5.2.1 数控指令与刀位数据的关系 |
| 5.2.2 误差补偿基本原理 |
| 5.2.3 逆运动学模型 |
| 5.3 误差补偿仿真与实验 |
| 5.3.1 双转台五轴机床后处理 |
| 5.3.2 误差补偿仿真实验验证 |
| 5.3.3 平动轴几何误差补偿实验 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间发表的学术论文及科研情况 |
（5）非共光路外差激光干涉镜组热漂移抑制及测试方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与研究目的和意义 |
| 1.2 外差激光干涉镜组的研究综述 |
| 1.2.1 传统共光路外差激光干涉镜组的研究综述 |
| 1.2.2 新一代非共光路外差激光干涉镜组的研究综述 |
| 1.2.3 外差干涉镜组热误差测试方法研究现状 |
| 1.3 本领域存在的问题和关键技术难题 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 均匀温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移形成机理与抑制方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 非共光路外差激光干涉测量原理 |
| 2.3 均匀温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移形成机理 |
| 2.4 均匀温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移抑制方法 |
| 2.4.1 基于结构平衡的干涉镜组热漂移误差抑制方法 |
| 2.4.2 基于结构平衡的全对称非共光路外差干涉镜组 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 梯度温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移形成机理与补偿方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 梯度温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移误差形成机理 |
| 3.2.1 轴向双边热作用条件下的非共光路外差激光干涉镜组热漂移误差 |
| 3.2.2 轴向单边热作用条件下的镜组热漂移误差 |
| 3.3 梯度温场非共光路外差激光干涉镜组热漂移补偿方法 |
| 3.3.1 RBF神经网络结构 |
| 3.3.2 基于RBF神经网络的干涉镜组热漂移误差补偿方法 |
| 3.3.3 基于RBF神经网络的干涉镜组热漂移误差补偿方法仿真验证 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 外差激光干涉镜组热漂移测试方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 外差激光干涉镜组热漂移测试系统及测试方法 |
| 4.3 基于辐射换热和多层复合壁结构的热调控装置 |
| 4.3.1 基于辐射换热和多层复合壁结构的热调控装置基本组成 |
| 4.3.2 基于辐射换热和多层复合壁结构的热调控装置热力学模型分析 |
| 4.3.3 基于辐射换热和多层复合壁结构的热调控装置热力学仿真分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 实验与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 全对称非共光路外差激光干涉镜组非线性误差测试 |
| 5.3 外差激光干涉镜组热漂移测试系统性能验证 |
| 5.3.1 温度传感器测量一致性测试 |
| 5.3.2 多层复合壁结构屏蔽效果测试 |
| 5.4 非共光路外差干涉镜组热漂移模型与抑制方法的验证 |
| 5.4.1 恒温条件下实验系统稳定性测试 |
| 5.4.2 均匀温场条件下镜组热漂移误差模型与抑制方法验证 |
| 5.4.3 梯度温场条件下镜组热漂移误差模型与补偿方法验证 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（6）五轴龙门数控机床空间误差建模与补偿（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 五轴数控机床空间误差建模研究现状 |
| 1.2.1 数控机床误差分类及误差源分析 |
| 1.2.2 空间误差的建模理论 |
| 1.3 几何误差测量和辨识技术研究现状 |
| 1.3.1 误差测量系统 |
| 1.3.2 平动轴几何误差测量 |
| 1.3.3 旋转轴几何误差测量 |
| 1.4 误差补偿策略研究现状 |
| 1.5 任务来源及主要研究内容 |
| 第2章 基于多体系统的五轴龙门数控机床空间误差建模 |
| 2.1 五轴龙门数控机床实验平台 |
| 2.2 双摆头五轴龙门数控机床的多体系统描述 |
| 2.2.1 机床拓扑结构及低序体阵列 |
| 2.2.2 运动体的齐次坐标变换矩阵 |
| 2.3 双摆头五轴龙门数控机床的空间误差综合建模 |
| 2.3.1 参考坐标系的设置 |
| 2.3.2 双摆头五轴龙门数控机床的空间误差模型 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 五轴龙门数控机床几何误差的测量与辨识 |
| 3.1 基于改进九线法的平动轴几何误差测量 |
| 3.1.1 传统九线法的原理与不足 |
| 3.1.2 九线辨识模型的改进 |
| 3.1.3 测量点位的最优选取 |
| 3.1.4 稳定性仿真验证 |
| 3.2 旋转轴的几何误差测量 |
| 3.2.1 测量方案和解耦模型 |
| 3.2.2 误差测量实验 |
| 3.2.3 测量数据的修正 |
| 3.2.4 误差元素辨识 |
| 3.3 小结 |
| 第4章 五轴龙门数控机床空间误差补偿 |
| 4.1 平动轴误差补偿 |
| 4.1.1 螺距误差补偿模块的应用 |
| 4.1.2 直线插补补偿及实验验证 |
| 4.1.3 圆弧插补补偿及实验验证 |
| 4.2 旋转轴误差补偿 |
| 4.2.1 旋转轴几何误差敏感度定性分析 |
| 4.2.2 旋转轴线性误差补偿方案 |
| 4.2.3 几种典型路径的补偿实验方案 |
| 4.3 小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文和参与的课题 |
| 致谢 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（7）复杂微小零件几何形位误差的精密测量与表征技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究的背景和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 复杂微小零件测量方法国内外研究现状 |
| 1.2.2 复杂零件测量轨迹规划方法国内外研究现状 |
| 1.2.3 零件形位误差评价与表征方法国内外研究现状 |
| 1.2.4 多坐标测量机国内外发展现状 |
| 1.2.5 国内外文献综述的简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 复杂零件测量轨迹规划方法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复杂零件测量方案的确定 |
| 2.3 复杂零件测量轨迹行距规划方法 |
| 2.4 复杂零件测量轨迹步长规划方法 |
| 2.5 复杂零件测量测头轴矢量规划方法 |
| 2.6 复杂零件测量轨迹样式规划方法 |
| 2.7 复杂零件测量测头半径确定方法 |
| 2.8 复杂零件测量轨迹点位文件后处理方法 |
| 2.9 复杂微小零件测量轨迹规划流程 |
| 2.10 本章小结 |
| 第3章 复杂零件几何形位误差表征与评价方法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量数据点采集方法及测量数据反求技术 |
| 3.2.1 测量数据点采集方法 |
| 3.2.2 测量数据反求算法 |
| 3.3 复杂零件曲面拟合重构技术研究 |
| 3.4 几何形位误差表征与评价算法研究 |
| 3.4.1 常用几何形位误差表征与评价算法 |
| 3.4.2 平面度误差算法 |
| 3.4.3 平行度误差算法 |
| 3.4.4 圆度误差算法 |
| 3.4.5 同轴度误差算法 |
| 3.4.6 球度误差算法 |
| 3.5 几何形位误差表征与评价软件开发 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 测量环境的建立与测量方法仿真及误差分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于超精密五轴机床的五自由度精密测量环境的建立 |
| 4.2.1 超精密五轴机床结构性能参数分析 |
| 4.2.2 超精密五轴机床控制系统硬件分析 |
| 4.2.3 超精密五轴机床控制系统软件方案分析 |
| 4.2.4 LVDT接触式测微仪 |
| 4.2.5 五自由度测量环境的建立 |
| 4.3 待测零件测量轨迹编制与仿真 |
| 4.3.1 基于Powermill的测量轨迹规划与仿真 |
| 4.3.2 基于数学软件的测量轨迹规划与仿真 |
| 4.4 测量装置与测量方法误差分析与研究 |
| 4.4.1 测头直径大小对测量误差的影响 |
| 4.4.2 测头可能发生的热变形量对测量误差的影响 |
| 4.4.3 测量过程进给速度造成的误差的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（8）基于纬线法的轴承球球度测量方法及测量装置研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 高端轴承球研磨方法及制造误差 |
| 1.2.2 轴承球球度检测方法 |
| 1.2.3 通用球度测量及评价方法 |
| 1.3 国内外研究现状综述简析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 高精度轴承球球度测量方法及评价方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轴承球球度测量基本理论及方法 |
| 2.3 表面滤波方法 |
| 2.3.1 封闭轮廓的高斯滤波 |
| 2.3.2 异常信号对高斯滤波的影响 |
| 2.3.3 稳健高斯滤波的实现 |
| 2.4 球度评价方法 |
| 2.4.1 最小二乘法 |
| 2.4.2 采用几何搜索算法的最小区域法 |
| 2.4.3 采用几何搜索算法的最小外接法 |
| 2.4.4 采用几何搜索算法的最大内接法 |
| 2.5 基于纬线法的球度仪误差分析 |
| 2.5.1 基于纬线法的球度仪误差源分析 |
| 2.5.2 基于纬线法的球度测量模型 |
| 2.5.3 基于纬线法的球度仪主要误差分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 高精度轴承球球度仪研制 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 高精度轴承球球度仪结构设计及主要零部件选型 |
| 3.2.1 球度仪整体结构设计 |
| 3.2.2 气体静压垂直轴系设计 |
| 3.2.3 气体静压转台选型 |
| 3.2.4 高精度测量传感器选型 |
| 3.2.5 锥形快换夹具设计 |
| 3.2.6 机械系统测量误差估计 |
| 3.3 高精度轴承球球度仪控制系统硬件设计 |
| 3.3.1 控制系统硬件结构 |
| 3.3.2 控制系统电气结构 |
| 3.3.3 气源过滤系统结构 |
| 3.3.4 控制系统连接与调试 |
| 3.4 高精度轴承球球度仪控制系统软件开发 |
| 3.4.1 软件开发平台选择 |
| 3.4.2 软件工作原理 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 高精度轴承球球度测量实验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 高精度轴承球球度仪精度检验 |
| 4.2.1 气体静压转台回转精度检测 |
| 4.2.2 气体静压垂直轴直线度检测 |
| 4.3 外环单一圆度测量及评价 |
| 4.4 球度测量及评价 |
| 4.5 纬线法与三正交法的比较 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）串联工业机器人定位误差多层级标定技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.3.1 内容安排 |
| 1.3.2 项目支持 |
| 第二章 串联工业机器人几何参数误差标定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 串联工业机器人运动学建模 |
| 2.2.1 正运动学模型 |
| 2.2.2 Staubli TX60型工业机器人MDH运动学建模 |
| 2.3 基于CPA方法的几何参数误差标定 |
| 2.3.1 基于CPA的轴线矢量测量 |
| 2.3.2 MDH正运动学模型参数计算 |
| 2.3.3 CPA方法标定的误差源分析 |
| 2.3.4 CPA的最优测试方案讨论与实验 |
| 2.4 基于误差模型法的几何参数误差标定 |
| 2.4.1 串联工业机器人基坐标系转换 |
| 2.4.2 建立工业机器人误差模型 |
| 2.4.3 基于误差灵敏度分析的MDH模型参数冗余度分析 |
| 2.4.4 去除冗余参数的几何参数标定结果 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 串联工业机器人非几何误差标定 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 串联工业机器人刚度误差标定 |
| 3.2.1 串联工业机器人关节刚度误差模型及补充关节刚度误差模型 |
| 3.2.2 基于六维力传感器的串联工业机器人关节刚度参数辨识 |
| 3.3 基于切比雪夫多项式拟合的残余误差标定 |
| 3.3.1 关节非理想运动描述 |
| 3.3.2 具有关节空间位置敏感特性的残余误差建模 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 面向工业机器人标定的测量系统优化方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 串联工业机器人基坐标系快速转换方法研究 |
| 4.2.1 传统基坐标系转换方法分析 |
| 4.2.2 基于多点拟合与轴线矢量测量的融合坐标系转换方法 |
| 4.2.3 融合坐标系转换方法验证与对比 |
| 4.3 顺序多站式测量系统 |
| 4.3.1 多站式及顺序多站式测量原理 |
| 4.3.2 顺序多站式测量系统建模与分析 |
| 4.3.3 顺序多站式测量系统测试实验 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的科研成果 |
（10）大型薄壁曲面零件线激光原位测量与自适应加工方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及概述 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 大型曲面薄壁零件的轮廓测量传感技术 |
| 1.2.2 轮廓测量传感器的标定方法 |
| 1.2.3 三维点云模型匹配与余量约束配准 |
| 1.2.4 测量与补偿技术 |
| 1.3 论文主要工作和内容安排 |
| 第二章 线激光原位测量系统的搭建与标定 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 线激光原位测量系统简介 |
| 2.2.1 线激光原位测量系统硬件组成 |
| 2.2.2 线激光原位测量系统软件系统 |
| 2.3 测量系统运动学建模 |
| 2.3.1 线激光坐标系的坐标计算 |
| 2.3.2 五轴机床正运动学 |
| 2.3.3 线激光传感器的安装位姿标定 |
| 2.4 线激光传感器标定与测量系统精度测试实验 |
| 2.4.1 线激光器测量准确性验证实验 |
| 2.4.2 线激光安装标定实验 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 多特征筒段毛坯三维测量与模型匹配 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 测量点云模型匹配算法 |
| 3.2.1 测量点云滤波与稀疏预处理 |
| 3.2.2 测量点云与理论模型点云粗匹配 |
| 3.2.3 基于余量约束的点云模型优化匹配数学模型 |
| 3.2.4 基于拟牛顿法和粒子群优化算法的优化求解 |
| 3.3 筒段毛坯零件的测量匹配仿真实验 |
| 3.3.1 圆柱筒段外侧曲面与缺陷毛坯点云匹配 |
| 3.3.2 某型号筒段零件的测量点云模型匹配仿真实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 贮箱瓜瓣零件缝隙扫描与自适应加工 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 装配缝隙线激光扫描特征点识别 |
| 4.2.1 缝隙肩点识别的干扰因素 |
| 4.2.2 缝隙肩点识别算法的实现 |
| 4.3 基于原位测量结果的补偿加工策略 |
| 4.3.1 测量结果补偿加工轨迹方法 |
| 4.3.2 基于三次均匀B样条曲线的补偿加工曲线生成 |
| 4.4 贮箱瓜瓣零件缝隙扫描与自适应切边实验 |
| 4.4.1 瓜瓣零件补偿切边实验 |
| 4.4.2 装配缝隙扫描实验 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本文主要工作 |
| 5.2 论文创新点 |
| 5.3 后续研究方向 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间的学术成果 |
四、NC加工位置误差模型及其测量和补偿方法研究（论文参考文献）
- [1]数控机床三直线轴21项几何误差测量系统与应用研究[D]. 郑发家. 北京交通大学, 2021(02)
- [2]数控机床动态性能控制技术研究[D]. 彭昊. 合肥工业大学, 2021(02)
- [3]面向非球面零件在线检测方法研究[D]. 张铁建. 长春理工大学, 2021(02)
- [4]双转台五轴数控机床几何误差辨识与补偿研究[D]. 侯宏天. 兰州理工大学, 2021
- [5]非共光路外差激光干涉镜组热漂移抑制及测试方法[D]. 吴国龙. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [6]五轴龙门数控机床空间误差建模与补偿[D]. 代康. 山东大学, 2020(02)
- [7]复杂微小零件几何形位误差的精密测量与表征技术研究[D]. 张伟盼. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [8]基于纬线法的轴承球球度测量方法及测量装置研究[D]. 王浩. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]串联工业机器人定位误差多层级标定技术研究[D]. 孙大林. 东南大学, 2020
- [10]大型薄壁曲面零件线激光原位测量与自适应加工方法研究[D]. 曾创. 上海交通大学, 2020