曲轴综合测量机几何误差建模及敏感性分析.pdfVIP

２０２４年第３８卷第５期

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ）Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．５２０２４

ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０２４．０５．０３７

“精密工程测量技术与仪器”专栏（专栏顾问：重庆理工大学刘小康教授；重庆大学朱涛教授）

（专栏主编：重庆理工大学陈自然研究员）

曲轴综合测量机几何误差建模及敏感性分析

王亚晓，杨科科

（西安工业大学机电工程学院，西安７１００２１）

摘要：为提高曲轴综合测量机测量精度，针对其几何误差元素多，逐一进行补偿工作量大、过程繁琐等问题，基于

多体系统理论和齐次坐标变换建立曲轴综合测量机的几何误差模型，采用Ｓｏｂｏｌ敏感性分析方法进行分析，识别出

对测量精度影响较大的关键几何误差项。通过对曲轴综合测量机随动测板不同位置处的误差元素敏感性系数进行

分析计算，从２１项几何误差中识别出１０项对曲轴综合测量机测量精度影响较大的关键项，为合理经济地提高曲轴

综合测量机测量精度提供依据。

关键词：曲轴综合测量机；多体系统理论；Ｓｏｂｏｌ敏感性分析；蒙特卡洛估算；关键几何误差

中图分类号：ＴＧ８０６；ＴＨ１６１文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－８４２５（２０２４）０５－０２９５－０８

型，通过Ｍｏｒｒｉｓ法进行敏感性分析，完成了对五轴机床旋转

［４］

０引言轴的误差补偿。范晋伟等基于多体系统理论描述了齿轮

测量中心的拓扑结构并建立了几何运动误差数学模型，推导

［５］

随着我国汽车产业的高速发展，汽车产品不断更新换出包含２７项几何误差的测量方程式。刘宏旭等运用多体

代，对发动机曲轴加工精度的要求越来越高，相应的对曲轴运动学理论建立了立式光电转台的结构误差模型，推导出光

［１］

检测设备的测量精度也提出了更高的要求。几何误差是电转台的综合误差公式。

制约曲轴测量机测量精度提升的关键因素，对几何误差进行显然几何误差补偿模型是各项几何误差的函数，为了降

补偿可以有效提高测量机的测量精度。但对几何误差进行低误差补偿的难度和工作量，需根据误差补偿模型量化各项

补偿时存在误差元素多、补偿任务量繁重、误差模型复杂等几何误差项对形位误差的影响权重，确定出影响测量结果的

问题。因此，对曲轴测量机的几何误差进行敏感性分析，明关键性误差项，需要对几何误差进行敏感性分析。针对几何

确影响测量机精度的重要误差项，是提升曲轴综合测量机测误差敏感性分析，许多学者对此进行了深入的研究。Ｌｉ等［６］

量精度亟需解决的问题。对五轴加工中心的刀具位置和姿态进行深入研究，利用矩阵

进行几何误差敏感度分析，需要建立几何误差补偿模微分方程对其进行误差敏感性分析，依照分析结果对机床进

型，在几何误差建模方面，出现了多种误差建模方法，主要包