基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测

中国机械工程 ›› 2014, Vol. 25 ›› Issue (7): 857-862.

基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测

黄强;高婵君

重庆理工大学，重庆， 400054

出版日期:2014-04-10 发布日期:2014-04-11
基金资助:
国家自然科学基金资助项目（51075419）；重庆市自然科学基金资助项目（CSTC2009BB3234）

Error Model of Machine Tool and Cumulative Error Forecasting Based on Three-dimensional Vector Chain

Huang Qiang;Gao Chanjun

Chongqing University of Technology，Chongqing，400054

Online:2014-04-10 Published:2014-04-11
Supported by:
National Natural Science Foundation of China（No. 51075419）;Natural Science Foundation of Chongqing（No. CSTC2009BB3234）

摘要/Abstract

摘要：

进行误差建模与分析，可以为机床精度设计及误差补偿提供重要的依据。根据机床的拓扑结构特点，提出一种基于三维矢量链的机床空间误差模型。以单元误差的作用规律分析为基础，详细阐述了误差累积的规律及计算方法，并给出了应用示例。

关键词: 机床, 误差模型, 三维矢量链, 误差累积

Abstract:

Error modeling and analysis can provide some important directions to the machining precision design control and error compensation on machine tools. According to the characteristics of topology structure on machine tool, a space error model of machine tool based on three-dimensional vector chain was presented. Based on analyzing action rules of cell errors, the cumulative rules of errors and calculation methods were introduced detailedly, and an application demonstration was given.

Key words: machine tool, error model, three-dimensional vector chain, cumulate error

中图分类号:

TG502.14

黄强, 高婵君. 基于三维矢量链的机床误差模型及误差累积预测[J]. 中国机械工程, 2014, 25(7): 857-862.

Huang Qiang, Gao Chanjun. Error Model of Machine Tool and Cumulative Error Forecasting Based on Three-dimensional Vector Chain[J]. China Mechanical Engineering, 2014, 25(7): 857-862.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cmemo.org.cn/CN/

https://www.cmemo.org.cn/CN/Y2014/V25/I7/857

参考文献

[1]杨建国. 数控机床误差综合补偿技术及应用[D]. 上海：上海交通大学,1998.
[2]李圣怡，戴一凡. 精密和超精密机床精度建模技术[M]. 长沙：国防科技大学出版社，2007.
[3]Cai Wayne. A New Tolerance Modeling and Analysis Methodology Through a Two-step Linearization with Applications in Automotive Body Assembly[J]. Journal of Manufacturing Systems,2008,27: 26-35.
[4]Peng H P，Jiang X Q，Liu X J. Concurrent Optimal Allocation of Design and Process Tolerances for Mechanical Assemblies with Interrelated Dimension Chains[J]. International Journal of Production Research,2008,46(24): 6963-6979.
[5]Jeang A,Chung C P,Hsieh K. Simultaneous Process Mean and Process Tolerance Determination with a Symmetrical Loss Function[J]. International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2007，31: 694-704.
[6]刘又午，章青，赵小松,等．基于多体理论模型的加工中心热误差补偿技术[J]．机械工程学报,2002,38(1)： 127-130.
Liu Youwu,Zhang Qing. Zhao Xiaosong,et al. Multi-body System-based Technique for Compensating Thermal Errors in Machining Centels[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering,2002,38(1): 127-130.
[7]胡洁，吴昭同，杨将新. 基于旋量参数的三维公差累积的运动学模型[J]. 中国机械工程，2003，14（2）：127-131.
Hu Jie,Wu Zhaotong,Yang Jiangxin. Kinematic Model of 3D Tolerance Accumulation Based on Screw Parameter[J]. China Mechanical Engineering,2003，14（2）：127-131.
[8]夏军勇，胡友民，吴波,等. 热弹性效应分析与机床进给系统热动态特性建模[J]．机械工程学报,2010,46(15)： 191-198.
Xia Junyong,Hu Youmin,Wu Bo,et al. Analysis on Thermoelastic Domino Effect and Modeling on Thermal Dynamic Characteristic of Machine Tools Feed System[J]. Journal of Mechanical Engineering,2010,46(15): 191-198.
[9]林伟青，傅建中，陈子辰,等.数控机床热误差的动态自适应加权最小二乘支持矢量机建模方法[J]．机械工程学报, 2009, 45(3): 178-182.
Lin Weiqing,Fu Jianzhong,Chen Zichen,et al. Modeling of NC Machine Tool Thermal Error Based on Adaptive Best-fitting WLS-SVM[J]. Journal of Mechanical Engineering,2009,45(3): 178-182.
[10]黄强，张根保，任显林．基于几何误差源互补偿的机床公差设计及其应用[J]. 中国机械工程，2010，21（5）：580-584.
Huang Qiang,Zhang Genbao,Ren Xianlin. Tolerance Design for Machine Tool Based the Geometry Error Sources Compensating Each Other[J]. China Mechanical Engineering,2010,21(5): 580-584.
[11]黄强，张根保，张新玉. 机床位姿误差的敏感性分析[J]. 机械工程学报，2009，45（6）：141-146.
Huang Qiang,Zhang Genbao,Zhang Xinyu. Sensitivity Analysis of the Position-pose Error in Machine Tool[J]. Journal of Mechanical Engineering,2009,45(6): 141-146.

[1]	戴鑫, 刘焕牢, 王宇林, 李想. 一种基于加工轨迹灵敏度指标的数控机床关键几何误差辨识方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(12): 2862-2869.
[2]	李想, 刘焕牢, 王宇林, 戴鑫. 一种五轴机床旋转轴位置无关几何误差辨识方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(11): 2609-2617.
[3]	李海涛, 徐曙磊, 王雅雯, 白晓宾, 荆晓宁. 基于外部实物标准的激光跟踪仪基站标定原理及方法研究[J]. 中国机械工程, 2025, 36(08): 1875-1882.
[4]	田海龙1, 2, 孙雨治1, 2, 杨兆军1, 2, 刘志峰1, 2, 陈传海1, 2, 何佳龙1, 2. 数控机床可靠性的故障模式、影响及危害分析研究现状及发展趋势[J]. 中国机械工程, 2025, 36(07): 1430-1441.
[5]	张文斌, 刘焕牢, 王宇林, 周恒宇. 双转台五轴数控机床旋转轴位置无关几何误差辨识[J]. 中国机械工程, 2024, 35(06): 1023-1033.
[6]	梁小冰, 卢耀安, 王成勇, . 双转台五轴机床旋转轴位置无关几何误差的辨识[J]. 中国机械工程, 2023, 34(21): 2585-2591.
[7]	王倩玥, 曹华军, 林江海, 赖科旭, 李本杰, 葛威威. 考虑冷却能耗的干切机床效率分析及评价模型[J]. 中国机械工程, 2023, 34(19): 2333-2342.
[8]	李健, 慕宗燚, 杜彦斌, 黄广全, 冉琰. 基于元动作的数控机床可用性分析方法研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(15): 1848-1855.
[9]	李朕均, 赵春雨. 进给系统角接触球轴承的热力耦合分析[J]. 中国机械工程, 2023, 34(07): 821-829.
[10]	李东阳, 袁东风, 张海霞, 郑安竹, 狄子钧, 梁道君, . 云边端协同的机床刀具故障智能诊断系统研究[J]. 中国机械工程, 2023, 34(05): 584-594.
[11]	江雪梅, 袁子航, 娄平, 张小梅, 严俊伟, 胡辑伟, . 一种基于数字孪生的重型数控机床碰撞检测方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(22): 2647-2654，2663.
[12]	刘立业, 陈永亮, 汤伟莉, 魏云篷, 索树灿. 搅拌摩擦焊机床开放式控制系统及切线跟踪研究[J]. 中国机械工程, 2022, 33(16): 1948-1956.
[13]	卢成伟, 钱博增, 王慧敏, 项四通. 工件分特征下的五轴数控机床关键几何误差分析与补偿方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(14): 1646-1653.
[14]	李健, 冉琰, 张根保, 王勇勤. 机械传动系统运动精度优化分配新方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(09): 1034-1043.
[15]	郭曦鹏, 徐闻, 王定文, 李蓉, 尹韶辉. 纳米精度在位测量系统测头误差校正方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(09): 1084-1089.