数控机床加工工件时,在切削力的作用下,实时测量机床主轴的径向运动误差,并采用小波变换算法去除加工时存在的噪声.同时,从谐波抑制特性和总体频域特性两个方面讨论了测量系统频域特征.

分析了经典频域三点法测量直行部件运动误差时所存在的谐波抑制,直线度误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真等方法误差.为了减少上述方法误差,提出了一种新的时域两点法误差分离技术.首先对传感器拾取的数据做对称延拓,这样可以减小由于所采信号的非封闭性所引起的高阶谐波失真.利用频域三点法得到时域两点法所需要的叠代初值.采用现代控制理论研究了谐波抑制的产生机理.通过合理地配置传感器的安装位置可以优化测量系统的传递特性,减少谐波抑制的发生.该方法既可以得到机床直行部件的运动误差,又可以得到在该机床上加工零件的直线度形状误差,这些测量信息都有助于诊断机床的误差源.通过试验验证了该方法的有效性和精确性.

为了减小直线位移工作台的导轨运动误差，研究了一种基于光学原理，采用四象限光电探测器，通过计算机系统对工作台产生的导轨运动误差进行自动补偿的方法．根据补偿原理，构建了误差补偿数学模型，分析了光学系统的参数和系统输出特性之间的关系，并通过实验，阐述了影响补偿系统灵敏度的相关因素．实验表明该方法能够实现优于0．24V／μm的灵敏度，补偿精度可达到0．4％．这种方法能够有效地提高直线位移工作台的工作精度，对行程小于100mm的直线位移工作台具有一定的推广价值．

谐波减速器是工业机器人传动系统核心部件之一,为了提高国产谐波减速器传动性能,研发了一套高精度谐波减速器精度综合测试系统。该测试系统可对谐波减速器的回差、运动误差和平稳性误差进行实时动态测试,为国内谐波减速器出厂检验提供了参考。

当前,发动机气门阀回程着落时不稳定,导致其跳动幅度较大。针对此问题,设计电液执行机构控制系统,并对气门阀运动位移和速度进行仿真验证。建立电液气门阀驱动平面简图,分析液压执行机构驱动方式。给出3种不同状态下伺服阀阀芯位置变化过程,从而得到气门阀液压驱动变化表达式。分析神经网络PID控制系统和跟踪微分器过滤原理,设计组合控制系统。为了验证不同干扰条件下气门阀运动位移和速度产生的误差,通过MATLAB软件对其进行仿真验证。仿真结果表明:在受到相同外界干扰条件下,采取传统PID控制系统,气门阀运动位移和速度的最大误差偏大,误差跳动幅度偏大;采用组合控制系统,气门阀运动位移和速度的最大误差偏小,误差跳动幅度偏小。采取组合控制系统,系统能够抑制外界的干扰,气门阀回程着陆时相对稳定,从而降低气门阀位移和速度的输出...

为了研究在机床设计阶段导轨零部件形位误差的不确定性对加工误差的影响，提出了基于机床导轨形位误差不确定性的运动误差等效分析方法，并采用多体系统理论建立导轨形位误差与机床加工误差的不确定误差模型。首先采用区间参数和小位移旋量描述了导轨的形位误差，并采用蒙特卡洛（Monte Carlo）模拟方法进行不确定模拟仿真，获得满足约束的形位误差分布。基此，将不确定的形位误差等效为滚动体的弹性变形，建立运动误差的求解模型，进而结合多体系统理论实现机床加工误差的不确定分析。最后，以某加工中心为例，基于提出的方法分析了不同的形位公差下机床加工误差的分布规律，结果表明加工误差与机床导轨的平面度公差几乎呈线性变化，且平面度公差影响程度大于垂直度公差和平行度公差。