治疗精度范文（精选7篇）
治疗精度 第1篇
关键词：射波刀,治疗床修正,追踪精度
0 引言
射波刀是目前世界上先进的立体定向放射外科治疗系统[1]。其治疗头部肿瘤无需用螺钉将金属定位框架固定在患者颅骨, 就能达到无创舒适的治疗效果, 且在治疗过程中能动态地对患者进行拍片验证及修正。射波刀六维颅骨 (6D Skull) 和脊柱追踪精度要求在0.95 mm之内[2]。然而在日常工作摆位中发现, 如果治疗床修正数据比较大, 移动治疗床对其修正, 再次拍片验证时, 发现实际位置与预想的位置相差较大。由于射波刀等剂量线跌落陡峭, 适形度高, 如果最终追踪精度达不到要求, 很可能会影响患者的治疗质量。因此, 对射波刀治疗床修正值与靶区追踪总体精度的关系的探讨具有重要意义。
1 材料及方法
1.1 材料
Philips Brilliace Big Bore 16排螺旋CT;射波刀计划系统 (Multi Plan2.1.1版本) , 它具有正向、逆向、适形计划功能和单中心、多中心、非等中心计划多种功能[3];Accuray公司的射波刀Ⅲ代 (头颅6D跟踪软件) [4];带有球方的人骨测试体模及已剪裁的MD-22胶片;光学透明度扫描仪 (Epson Expression 1680 Professional) 和端对端测试软件 (end-to-end Film Analysis Version 4.0) 。
1.2 方法
将球方放入头颅体模中 (如图1所示) , 对其进行CT扫描。将获得的图像传入射波刀计划系统, 对其勾画及做6D Skull端对端 (end to end, E2E) 治疗计划, 然后将计划传到射波刀SGI工作站进行数字影像重建及处方生成。从头颅模体中取出球方, 对剪裁过的感光胶片进行标记。横切面胶片注明前/左, 矢状面胶片注明前/上, 如图2所示。将胶片按方向放入球方中, 确认球方边缘无胶片突出后将其放入头颅体模中。然后摆位, 对其拍摄, 验证其位置, 使治疗床3个平移方向修正值都为0, 3个旋转方向修正值也为0。确认无误, 进行治疗。治疗后取出头颅体模中的球方, 将其打开并取出感光胶片, 用光学透明度扫描仪对感光胶片及未曝光胶片进行扫描, 将扫描图像载入E2E分析软件进行分析, 得出靶区追踪总体精度[5,6], 如图3所示。同样方法, 调整不同治疗床修正值进行E2E测试。
2 结果
将实验得出的3组靶区追踪总体精度数据分别记录在表1~3中, 并用Excel对数据分析模拟, 靶区追踪总体精度与治疗床修正值的变化趋势如图4~6所示。
注:表中头颅体模治疗床修正值从左向右分别代表上下、左右、前后3个平移方向修正值 (±0.2 mm) , 3个旋转方向修正值均为0 (±0.1°)
3 讨论
从表1和图4可以看出靶区追踪总体精度随治疗床3个平移方向修正值的增加而增大。从表2和图5可以看出, 靶区追踪总体精度随着治疗床3个旋转方向修正值增加先变小 (幅度不大, 为0.11 mm) , 然后增大, 增大后再减小 (幅度不大, 为0.21 mm) , 但是其总体变化趋势在增大。从表3和图6可以看出, 靶区追踪总体精度在初始时随治疗床平移方向和旋转方向修正值的增大先变小 (0.15 mm) , 然后增大, 但整体趋势是增大的。
注:表中头颅体模治疗床修正值从左向右分别代表左右、头脚、平旋3个旋转方向修正值 (±0.1°) , 3个平移方向修正值均为0 (±0.2 mm)
注:表中头颅体模治疗床修正值从左向右分别代表上下、左右、前后3个平移方向修正值 (±0.2 mm) 以及左右、头脚、平旋3个旋转方向修正值 (±0.1°)
注:横坐标0代表表1中头颅模体治疗床上下、左右、前后 (0、0、0 mm) 3个平移方向修正值, 1代表 (3、3、3 mm) , 2代表 (6、6、6 mm) , 3代表 (10、10、10 mm)
注:横坐标0代表表2中头颅模体治疗床左右、头脚、平旋 (0、0、0°) 3个旋转方向修正值, 1代表 (0.3、0.3、1°) , 2代表 (0.6、0.6、2°) , 3代表 (1、1、3°)
注:横坐标0代表表3中头颅模体治疗床上下、左右、前后3个平移方向和左右、头脚、平旋3个旋转方向修正值 (0、0、0 mm, 0、0、0°) , 1代表 (3、3、3 mm, 0.3、0.3、1°) , 2代表 (6、6、6 mm, 0.6、0.6、2°) , 3代表 (10、10、10 mm, 1、1、3°)
射波刀端对端头颅模体靶区精度测试要求误差≤0.95 mm[7]。从表2、3可以看出当治疗床修正值较大时, 靶区追踪总体精度大于0.95 mm, 这就可能导致射波刀治疗时靶区一小部分脱靶, 使一小部分正常组织受到不必要的照射, 要求的等剂量曲线不能完全包绕靶区。然而表1~3中数据最大相差1.32 mm, 而射波刀机械臂重复定位精度为0.2 mm[8,9]。所以机械臂对靶区定位误差的修正与其重复定位精度无太大关系。
上述数据是在射波刀刚做过靶区精度测试得出的, 机器被调整在较好误差范围。然而随着治疗床平移方向和旋转方向修正值的增大, 靶区追踪总体精度误差也随着增加。所以建议在做端对端头颅模体靶区精度测试时要使治疗床修正数据尽可能小, 将机器追踪靶靶区精度控制在0.5 mm范围内。从表1~3数据得出在射波刀治疗时应将治疗床3个平移方向修正值控制在3 mm以内, 左右、头脚、平旋3个旋转方向修正值分别控制在0.7、0.7、1 mm之内, 这样才能保证靶区追踪总体精度[10]。治疗床修正值大小对头颅6D追踪总体精度是有影响的, 那么同理脊柱追踪精度也受其影响。该实验数据对端对端靶区精度测试及日常治疗摆位具有一定指导意义。
4 结语
为了达到更好的追踪精度, 要求技术人员在射波刀治疗前对患者进行摆位, 使数字重建影像和实际拍摄出来的图像配准, 让治疗床可修正值越小越好。而在每月做6D Skull端对端靶区精度测试时, 应使治疗床可修正值控制在尽可能小的范围。六维颅骨追踪和脊柱追踪都是六维追踪, 所以脊柱追踪治疗患者摆位也应像六维颅骨追踪一样[11]。
参考文献
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治疗精度 第2篇
定位精度及重复定位精度是数控机床重要性能指标之一,也是顾客(用户)购买数控机床的重要性能指标之一。由于目前世界各国采用不同评定标准,且各评定标准各有优劣,笔者推荐采用德国VDI标准VDI/DGQ3441及中国JB标准JB/T8771-1998(具体原因已有多篇文章对此进行介绍,请参考相关资料)。
目前数控生产厂家生产的数控机床有的采用滑动导轨副,有的采用滚动导轨副。因为影响定位精度及重复定位精度的因素繁杂众多,我们对某型数控机床(加工中心)三向滑动导轨副进行了一系列的观察和改进试验,针对影响定位精度及重复定位精度的因素进行了排查,提高了机床的交检精度,取得了良好效果。
本文仅以该型数控机床各项滑动导轨副的改进为例加以分析说明。
2 改进措施
2.1 控制滑动导轨副的尺寸公差及形位公差
图1所示为某企业某型数控机床采用的导轨形式,这种导轨结构形式对导轨副的尺寸公差及形位公差要求很高。为提高精加工的经济性,我们将尺寸公差要求控制在±0.10mm之间,而各项形位公差要求控制在0.005mm以内,主导轨面的直线度及扭曲度控制在全长半格以内(0.02mm/1000水平仪),通过这项控制大幅提高了滑动导轨副加工的合格率及成品率,为提高定位精度及重复定位精度打下良好的基础。
2.2 提高丝杠螺母的预紧力Fao
通常丝杠螺母的预紧力Fao由滚珠丝杠厂家提供,机床制造厂家根据滚珠丝杠厂家提供的数据(一般有一定设计冗余度)进行安装。由于国外滚珠丝杠厂家对我国进行技术封锁,我们很难知道多大规格尺寸的滚珠丝杠具体需要多大的滚珠丝杠螺母预紧力Fao。根据企业多年的使用经验,滚珠丝杠螺母预紧力Fao大致可按下式推算。
Fao-滚珠丝杠螺母副预紧力;Tp-滚珠丝杠额定动载荷;P-滚珠丝杠导程;β-滚珠丝杠螺旋升角。
在滚珠丝杠导程P及螺旋升角保持固定不变的情况下,通过改变额定动载荷的大小,可以有效提高滚珠丝杠螺母副预紧力Fao,但由于各个滚珠丝杠厂家对滚珠丝杠材料、加工精度及热处理工艺的不同,每个滚珠丝杠厂家允许提高螺母副预紧力Fao的大小差别较大,故应咨询具体滚珠丝杠生产厂家。具体调整数据见表1。
2.3 缩小导轨副名义接触面积
该型数控机床受结构特点所限,采用滑动导轨副,导轨副名义接触面积较大。通过减小导轨名义接触面积,可有效减小滑动导轨副的摩擦系数。具体操作方法是:先将滑动导轨副中贴塑导轨面整体刮研至技术要求后,再将贴塑导轨面中间部分修低0.05~0.10mm,具体见图2阴影部分。
由于滑动导轨副接触面由名义接触面积,即设计接触面积和实际接触面积两部分组成,而实际接触面积是由单位面积内接触点数量决定,而且接触点的数量直接影响滑动导轨副间的接触刚性,固贴塑导轨面局部修空后会影响滑动导轨副的接触刚性,此时应提高剩余接触面上的接触点数量,以提高滑动导轨副的接触刚性,具体改进数值见表1。
2.4 缩短润滑油槽长度尺寸
该型数控机床采用线阻尼、间歇式润滑方式,贴塑导轨面润滑槽原设计为“哑铃型”,见图3(a),需专用划规方能完成加工,且在实际操作中,不易保证润滑油槽的加工质量。为此在保证润滑油槽的加工质量下,对润滑油槽形状进行改动,改成容易加工的“王”字型,见图3(b),通过这种改进措施,可以缩短润滑油槽长度,使润滑油以最短的时间到达滑动导轨副最远润滑部位,具体改进数值见表1。
同理,将该型数控机床其余两轴滑动导轨副作同样处理。
3 试验效果
经过以上改进后,该型加工中心各向线性轴线的定位精度、重复定位精度及圆形试件切圆精度有了很大提高,具体数据见表2。
通过表2数据对比分析,说明该型数控机床改进措施取得一定成效,能够满足大多数零部件加工要求,经过多年来的实际使用,效果反映良好。亦满足数控机床精度保持性的要求,可以达到《加工中心检验条件》部标JB/T8771.4-1998《线性轴线的定位精度和重复定位精度检验》规定。
4 结语
作为国内数控机床主要生产厂商之一,通过40年来技术引进,消化吸收,取得了一系列科研成果,且一直致力于国内数控机床各项精度的提高,特别是通过此次改进试验,使我们懂得了仅仅对先进技术(如:滑动导轨副采用贴塑导轨板)的消化吸收还远远不能推进数控机床的进步,更重要的是通过技术创新才能实现跨越式发展。
当然,影响数控机床数控精度的因素是多方面的,本文仅是从众多因素中几个小方面作一分析研究。
参考文献
[1]机械设计手册(第3册)[M].北京:机械工业出版社,1995:130-137.
[2]JB/T8771.4-1998,线性轴线的定位精度及重复定位精度[S].
治疗精度 第3篇
关键词：数控机床,伺服进给系统,精度
0 引言
数控机床是机电一体化的高技术产品。它的出现是20世纪中期计算机技术、微电子技术和自动化技术发展的结果,其为机械制造业带来了一场深刻的革命[1]。它使得高效、高精度和复杂曲面的加工成为了可能。数控机床中的核心部分是微机控制系统,功能的执行部分是伺服进给系统,其加工精度主要取决于伺服进给系统。这些年虽然在设计及制造中积累了一定的经验,但如何提高数控机床伺服进给系统的精度一直是一个未彻底解决的问题。另外,从北京每年举办的国际机床展览会上可以看出,国外机床的伺服进给系统无论从加工工件的精度和加工效率,还是可靠性上,均高于国内机床。由此造成了国内数控机床市场中附加值比较高的高档机床基本上被国外机床厂家垄断。因此,对伺服进给系统精度进行研究对于数控机床进一步的发展,特别是对实现高精度数控机床的国产化具有重要的意义。
1 伺服进给系统误差组成
数控机床的伺服进给系统由拖板、滑板、X轴和Z轴的滚珠丝杠、支架和伺服电机组成,其主要功能是带动刀架系统产生X轴和Z轴的运动,使刀具沿设定的轨迹运动,以完成所需的加工作业。可按驱动原理和调解理论对其进行分类[2]。
就传统的数控机床伺服系统而言,设计阶段仅仅是定性的知道某些因素对机床精度有一定的影响,如丝杠的刚度、微机控制系统的增益、移动部件重量、轴承类型、进给摩擦力等,没有显示的数学关系;而在装配调试阶段需要对众多的参数进行调整,如数字控制系统的增益、丝杠轴承预紧力的大小、把板预紧力的大小、齿轮侧隙的大小等,且依靠工人的经验,主观性很强且通用性差;虽然为了保证出厂精度,每台机床在出厂前需使用激光干涉仪进行精度检测,但需要相当长的时间,这极大地影响了机床的装配调试效率。另外,实践中用户在使用过程中经常会出现机床进给系统精度不稳定,导致加工工件精度不稳定的问题。
数控机床伺服进给系统精度是通过误差的大小来反映的。所谓伺服进给系统误差就是伺服进给系统在稳态时,指令位置和实际位置之差,它反映了伺服进给系统的稳态质量。一般数控机床伺服进给系统的误差主要通过对其定位精度和重复定位精度的测量来反映的[3]。由于定位误差和重复定位误差是在同一次测量过程中得出的,而定位误差比重复定位误差的影响因素多,下面主要分析定位误差。
鉴于数控机床的机电结构和控制方式,伺服进给系统误差的来源可分为:机电系统自身制造误差、静态载荷变形误差和热变形误差。通常进行测量时,机床发热量较小,可以不考虑热变形引起的误差。
根据误差合成原理,我们可以将伺服进给系统定位过程中出现的误差表示为:
E1—数控系统误差。主要由系统时间响应引起的误差,如系统的定常跟踪误差,由系统频率特性决定的误差;
E2—定值误差。如传感元件的灵敏性产生的误差,机械机构的制造误差等;
E3—机械误差。如负载惯量、摩擦阻力、负载的干扰力、进给系统的传动刚度以及机械传动间隙等。其中伺服进给系统的传动刚度应由伺服电气系统刚度和机械传动机构刚度组成。
E1在运动过程中时时存在的误差,进给系统定位停止后,有几秒钟的停止,定常跟踪误差会变的很小,本文将其视为零;E2与伺服进给系统的零件制造和装配精度有关;而E3要取决于系统的动态特性,可以通过恰当的调整以减小其值,进而提高伺服进给系统的精度。
1.1 伺服进给系统定值误差
E2主要由机械传动间隙造成的死区误差Et、电气元器件自身造成的死区误差Ee、滚珠丝杠自身的制造误差Es组成:
其中Gj为传动间隙,仅在运动部件反向时,会影响精度。但在机床反向时,数控系统设定了响应的反向补偿,从而Et为定值;
数控机床电气系统一般选择灵敏度高、稳定性好的元件,且都要经过筛选和高温老化实验,死区误差被限制在很小的范围内。与机械传动装置相比,其影响较小,故Ee≈0;
大多厂商生产的滚珠丝杠都配有精度检验记录单,为消除随机误差影响,可以取各丝杠误差均值为Es。
1.2 伺服进给系统机械误差
E3是由于传动中的摩擦力引起系统刚度变化而造成的弹性变形误差。其计算需要根据具体的数控机床伺服系统构建其数学模型,获得相应的传递函数,最后化成如下的函数形式:
其中,Kx、Kz、Fx及zF分别为X轴和Z轴的数控系统增益和预紧力。
综上,数控机床整个伺服进给系统的误差可以表示为:
其由三项组成,第一项和第二项均为定值,可变项仅有第三项,即数控机床伺服进给系统的误差主要受X轴和Z轴数控系统增益和预紧力影响。
2 伺服进给系统精度分析
对数控机床伺服进给系统精度进行建模分析,找出其影响参数及其相互关系,进行定量分析,不仅提高伺服进给系统的精度,而且能极大地提高机床精度的稳定性和可靠性,从而提高数控机床的总体质量,减少相应售后服务环节[4]。
从(4)式中我们不难得出如下结论:
1)在所有影响伺服进给系统定位误差的参数中,与设计有关的参数一旦确定,其对伺服进给系统定位误差的影响是定值,即等式右边第一项和第二项。装配和检测中需调整的参数对伺服进给系统定位误差的影响不确定,调整合理,就会减小系统定位误差。
2)前期设计中对设计因素加以控制,可有效降低伺服进给系统定位误差。设计中要控制以下五点:(1)机械传动齿轮精度要合理,以减小机械传动和间隙死区误差Et;(2)电气系统选择的元件要灵敏度高、稳定性好,以减小电气死区误差Ee;(3)选用精度高的滚珠丝杠,且全长误差只允许为负值,以满足预拉伸的要求;(4)尽量减小摩擦阻力(减轻移动部件的重量、减小摩擦系数、尽量选用球轴承。以减小摩擦扭距等);(5)尽量增加伺服进给系统的综合拉压刚度(加大螺母座、轴承座刚度、减小丝杠的支承长度、滚珠丝杠采用两端定位方式、选用轴向刚度大的丝杠支承轴承、滚珠丝杠螺母副要有一定的预紧量等)。
3)影响伺服进给系统定位误差的因素中,有些是需在装配中进行调整的。具体地:(1)移动部件的预紧力尽量的小;(2)尽量减小机械传动齿轮间隙;(3)控制丝杠前后支承和中间连接的同心度以减小不同心带来的摩擦扭距;(4)控制数控系统补偿后的伺服系统反向间隙。
4)伺服进给系统的系统增益Kx(Kz)和丝杠轴承的预紧力Fx(Fz)是影响系统定位误差的可调整量,对于一个设计结构和参数确定的伺服进给系统必定存在一个最佳参数值,此时伺服进给系统误差最小。一方面增加系统增益Kx(Kz),系统刚度增加,误差可减小。但是,系统增益Kx(Kz)过大会使伺服进给系统成为欠阻尼系统,易引起系统振荡;丝杠轴承预紧力Fx(Fz)增大,机械传动机构刚度增大,定位误差应该减小。但是,随着预紧力的增大轴承的摩擦力距也会增大,定位误差反而会增大。
3 结论
高精度数控机床伺服进给系统精度的影响因素众多,对其进行建模分析,抓住其中的主要因素,并分析这些因素与伺服进给系统精度的关系,能以极小化的成本获得最优的加工精度。
本文对数控机床伺服进给系统的误差组成进行了详细的推导,得到了伺服进给系统误差与主要影响因素的定量关系,最后还究其原因进行了分析,给出了一些改善措施,以期对高精度数控机床伺服进给系统的研究、设计及制造有所促进作用。
参考文献
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治疗精度 第4篇
关键词：雷达,精度,动态校飞,误差分析
靶场测控系统的主要任务是实时监视导弹飞行过程、保证试验安全、获取试验数据, 为导弹性能的分析评定和改进设计方案提供依据[1]。靶场测控系统的精度直接影响导弹试验的精度分析及导弹的改进和定型等试验结果报告的质量, 是“战斗力”水平的重要标志, 因此测量精度也就成为了靶场测控设备研制、验收、校准和改进过程的核心问题之一, 测控设备的精度鉴定工作成为测控技术中不可缺少的重要环节。
1 精度鉴定的主要方法
测控设备精度鉴定的方法分为“硬方法”和“软方法”[2]。“硬方法”是指用精度更高的测控设备作为标准, 两型设备同时测量同一目标, 比较两者的测量数据, 以此估算测控设备的精度, 如以高精度光电经纬仪作比较标准的鉴定方法。“软方法”是指利用统计数学和精度分析对测量数据进行事后处理[3], 以鉴定测控设备的精度, 如“EMBET”方法。目前, 国内靶场使用的主要方法如下[4]:
(1) 星体角度法。该方法常用于测控设备静态测角准确度的鉴定, 以恒星相对于测控设备的理论方位角和高低角作为比较标准。该理论角可由恒星赤道坐标、测站天文经纬度和测量瞬间恒星时准确算出。将设备的拍星实测值与星体理论值作差, 即可统计出静态条件下的测角准确度。
(2) 静态误差与动态误差增量合成法。该方法目前仅适用于光测设备的鉴定。动态条件下测量目标引起的附加误差称为动态误差增量, 其与星体角度法所得的静态误差的综合均方差, 即为动态条件下的测角准确度估计量。动态误差增量目前主要是在光测设备研制厂家总装车间按以下方法测定:在测试架的不同方位、高度上放置若干平行光管, 以模拟无穷远的光学目标, 光学测控设备分别以静态及动态方式对各平行光管进行摄影, 并将动静态测量值作差, 即可统计出动态误差增量。
(3) 飞机校飞试验。以弹道相机、光电经纬仪或GPS等作为比较标准, 设置在被鉴设备附近, 校飞飞机携带相应的校飞设备, 沿预定航线飞行, 比较标准与被鉴设备同时对该飞机进行跟踪测量, 事后对被鉴设备与比较标准的常规数据处理结果做综合比对分析处理, 统计出被鉴设备的准确度。
本文结合精度校飞试验, 利用GPS测量结果作为真值, 对高精度测量雷达角精度的动态测量精度进行了外场验证分析。
2 外场精度校飞试验
2.1 精度校飞鉴定系统
如图1所示, 精度校飞试验鉴定系统[5]由GPS地面基准站、脉冲雷达、校飞飞机和GPS卫星组成, GPS地面基准站和雷达站址坐标经大地测量精确测定。校飞飞机上安装有测控设备跟踪观测的应答机[6]、GPS接收机、天线和电子罗盘等。
2.2 精度校飞的基本原理
2.2.1 精度统计分析
对GPS测量数据进行各种误差修正经综合处理得到机载GPS的测量数据[7], 由于GPS测量点位与其他设备测量点位不在同一点上, 故采用机载电子罗盘输出的飞机偏航角Ψ (t) 、俯仰角φ (t) 和滚动角γ (t) 等数据, 将不同机载天线测量参数换算到同一测量位置上, 得到基准位置和速度参数。同时对基准参数进行误差统计, 若误差满足要求, 则可进行精度比对。根据测量原理, 可将WGS-84坐标系的参数转换到发射坐标系, 并进一步计算出各测站的测元, 这样便可得到测控系统或设备测元的基准参数。
对测元数据进行包括系统误差和大气折射修正[8], 并进行不同部位修正, 得到相对统一测量点的测元数据, 并按照测量方案计算出测控系统的定位、求速参数, 得出被比对的数据。
将被比对数据与真值逐点作一次差, 则有
式中, Yi为被比对参数;Xi为真值参数。
当进行系统的误差比对时, Δ表示位置和速度的一次差;当进行测元比对时, Δ表示包括方位角、俯仰角、距离、距离变率等在内测元的一次差。则总误差Sa、随机误差σ、系统误差δ的统计值为
上述方法, 即可用于系统的精度鉴定, 又可用于测元的精度比对, 在测元的基础上, 也可进一步推算系统的精度。
2.2.2 校飞数据处理结果
现以某次校飞试验的脉冲雷达数据处理为例, 对雷达原始测量数据首先进行量纲恢复和标校修正[9], 以及有效性判定和合理性检验, 然后进行误差修正与跟踪部位不一致修正, 从而得到雷达误差处理结果。图1是某次校飞试验的数据处理结果。
如表1所示, 方位角的各项误差指标相差较小, 与雷达天线的测量仰角无关[10], 而俯仰角测量精度受雷达天线测量仰角的影响较大。测量仰角较低时误差增大, 雷达测量精度显著降低;当测量仰角超过5°后, 各项误差指标迅速变小, 达到脉冲雷达的测量精度指标。方位、俯仰各项误差精度满足指标≤41.3 s要求, 仰角范围3°~73°。
在数据处理过程中, 也发现目标在过雷达测量捷径点时, 测角数据存在随机误差增大的现象, 如图2和图3所示和表1所示, 段落5的测量仰角高于段落4, 但各项误差指标却比段落4差, 这就是受此影响所造成的。此问题对测量精度的影响较为明显, 应采取手段尽量抑制误差的放大。
2.3 利用校飞GPS进行雷达精度鉴定的注意事项
在进行雷达精度鉴定时要求比对系统的精度, 高于被鉴定设备的测量精度一个量级。校飞GPS的定位精度在10 cm级, 而测量雷达的定位精度一般在m级, 故满足雷达精度鉴定的要求。但考虑到校飞飞机的形状、GPS安装部位等实际情况, 为保证精度需注意:
(1) 校飞航路的选择。为提高雷达标校精度, 在校飞航路选择上应考虑雷达精度工作范围、雷达跟踪部位等因素。
(2) 跟踪目标不一致的修正。在飞机上安装的GPS天线和雷达跟踪测量部位或应答机天线相位中心位置是不同的, 必须将GPS定位结果归算到跟踪目标中心, 做目标不一致归算。GPS中心与目标中心的相对位置是固定的, 但由于飞机在运动中, 其航向、俯仰、滚动等姿态参数是变化的, 从而使两中心间WGS-84坐标系的坐标差也在变化。因此, 需求出每一个观测时刻t两点间的坐标差, 进行中心归算。
(3) 录取时间与GPS时间对齐[11]。利用搭载具有数据存储功能的GPS的飞机作为受检雷达的跟踪目标, 雷达录取终端时间与GPS时间应对齐。对于录取计算机而言, 若目标点迹时间与校飞飞机GPS系统时间不统一, 则会对后期数据分析精度的准确性造成影响, 从而使数据精度分析的结果失去精度试验的参考意义。通常认为, 不同地理位置的GPS系统正常定位后送出的时间信息是高度准确且一致的。这种情况下, 可通过录取计算机每过一定的时间间隔来获取GPS时间TGPS, 然后根据TGPS与录取的点迹时间进行比较判断。若两者时间不统一, 系统就自动进行对时处理, 从而保证了录取的点迹时间与GPS时间的统一性。
3 结束语
车身精度管控系统 第5篇
1 车身总成、分总成精度测量
1.1 车身精度测量和计算
三坐标测量机 (Coordinate Measuring Machine, 简称CMM) 是车身精度控制的重要工具, 汽车企业一般使用大型双悬臂测量机进行车身测量。现代化的CMM测量机在车身测量中采用可编程自动测量, 这样可以提高测量效率、降低测量者的劳动强度, 也可以保证测量方式的一致性。
用CMM对白车身、分总成制造精度进行系统性的测量, 测量结果与数模进行比对以获得当前各测量点的偏差情况;同时, 通过对历史数据的统计分析, 得到各控制点的精度变化趋势。一般我们习惯用测点合格率和6σ值来衡量测点分布, 合格率可以比较直观的观察测点满足设计要求的情况, 而6σ值可以对测点偏离程度进行定量分析。
1.2 车身CMM数据统计、分析
测量不是目的而只是获得数据的手段, 车身测量每天都会积累大量的数据, 如何从纷繁复杂的数据中找出规律和问题, 以实现对车身精度的有效监控和管理, 是CMM工作的核心目的。因此, 企业往往开发一些分析软件, 实现整体/局部的合格率、6σ值和测点趋势分析。
2 车身工装夹具精度控制
2.1 车身工装夹具精度检测原理
工装是车身焊接精度保证的基础。由于工装使用频率大、强度高, 容易出现精度飘移的情况, 必须对焊接工装精度进行持续监控和维护。夹具测量一般使用柔性关节臂式的便携测量机, 以适应生产现场的复杂和狭小的环境。
除使用CMM系统外, 夹具精度还可借助其它监测手段。日资企业往往使用标准样件进行工装检查, 他们在调试好的夹具上装上零件, 对相临匹配的两个零件的匹配面上钻同心孔, 再把这些零件拆下来喷漆、编号, 制成样件。在对工装夹具进行日常检查时, 先把这些样件装夹上工装, 再检查相互搭接的两个零件同心孔的错边量, 以此来确认夹具的变异程度, 这样有效解决了一般操作工对夹具精度的日常监控问题。另外, 还有一些企业用专用检具对夹具精度进行日常确认, 其功能与前面说的样件相类似, 不过精度更高、专业性更强。
2.2 工装夹具精度数据管理
当员工发现工装上出现夹头松动、定位磨损、部件变形失效等情形, 或用样件、检具、CMM检查时发现夹具定位存在变异, 都应对问题部位进行检修、调整, 并重新进行测量确认, 所有变异问题和调整信息应记入该夹具的尺寸档案。
3 车身精度管理信息系统模块建立
按照车身功能匹配原理, 焊接工装精度控制对白车身最终精度的影响起到了决定性的作用。车身精度控制是一个复杂的系统:在一般意义上讲, 一个总成件的总体尺寸偏差是由组成总成的各子零件的整体尺寸链的传递累积。但是, 在白车身总成尺寸链中, 由于车身板材的柔性, 对于薄板装焊件, 装配偏差可以小于零件偏差之和, 传统的尺寸积累理论在这里不完全有效。因此, 目前一些先进的汽车企业在研究柔性件装配偏差分析与控制技术, 通过焊接工装夹具的精度数据与白车身总成、分总成及冲压件等等的测量数据进行比对分析, 从中找寻相互的关联作用和控制手段, 并建立监测和控制模型。
3.1 车身精度管理信息系统功能
为了对车身精度信息进行有效的集成和管理, 车身精度管理信息系统模块需具备以下几方面的功能:
1) 数据采集和获取功能;2) 统计、分析功能;3) 报警和响应功能;4) 历史查询和报告输出。
车身精度, 以及零部件和工装的精度, 随着生产量的不断积累, 呈现一种逐渐变化的趋势。因此, 我们需要对大到整个车身总成和所有分总成、小到每个测量点的历史情况进行持续的跟踪、分析、比对和控制;在出现变异趋势时, 系统要及时发出警报, 以便相关人员响应和处理;同时, 我们也需要灵活地生成专业详实的车身精度分析报告, 以满足各种不同的分析、汇报需求。
3.2 系统模块设计
车身精度管理体系是一项集合人、测量设备、IT硬件、数据信息、控制及决策支持模块等的复杂信息管理系统。作为车身精度管理信息系统界面, 应具有功能多样的特性和良好的人机对话操作界面, 可灵活实现各种统计、分析、查询、报警、控制及决策支持等功能。其大致构架如下 (图1) 。
由于车身精度监测系统的作用不仅仅是对于车身数据的存储和整理, 其更重要的作用是通过将数据导入相关模型进行分析和处理, 根据标准判断变异和趋势, 并进而实现报警、控制和决策支持。车身精度监控系统是车身精度控制系统的一个重要组成部分, 它和工装夹具维护系统、产品数据发布系统、质量管理信息系统等相互结合, 从而形成对车身尺寸精度的整体控制网络。
摘要：本文总结了现代汽车制造企业的各种车身精度控制方法, 介绍了白车身总成精度测量、焊接夹具精度控制方法, 并探讨了如何建立完整的车身精度管理信息系统, 实现数据收集、整理、统计、分析, 进而实现报告、预警、控制和其它管理功能。
关键词：车身,精度,系统
参考文献
[1]季峻.工程师质量管理实用教程[M].上海科学技术出版社, 1992.
[2]徐明.高精度的车身检具——三坐标测量机[J].汽车制造与装备, 2005.
[3]邢彦锋.基于柔性偏差分析的车身装配顺序优化研究[D].博士论文.上海交通大学, 2008:46-64.
机械加工精度 第6篇
1.1 加工精度
所谓加工精度是指零件或产品在加工后的实际几何参数 (尺寸精度、形状精度和位置精度) 与理想几何参数之间的符合程度。符合程度越高, 加工精度越高, 在机械加工过程中, 由于各种因素的影响, 使得加工出的零件, 不可能与理想的要求完全符合。
1.2 加工误差
零件加工后的实际几何参数与理想几何参数的偏离程度叫加工误差。
“加工精度”和“加工误差”是从两个不同的角度来评定零件几何参数的, 加工精度的底和高就是通过加工误差的大小来表示, 所谓保证和提高加工精度问题, 实际上就是限制和降低加工误差问题。
1.3 加工误差与成本的关系
加工误差与成本的关系大概是双曲线, 也就是加工成本越高对应的加工误差小。但是同一产品在同一加工方法上而不在同一条件下所得到的精度是不同的, 因此我们在实际加工中就要考虑在满足一定零件的加工精度的前提下又要使加工成本不高——加工经济精度。
2 工艺系统静误差
2.1 几何误差
(1) 主轴回转误差:是指主轴在瞬间情况下实际回转轴线相对于平均回转轴线的变动量。
(2) 导轨误差:
2.2 传动误差
传动误差的传递规律:
式中:Δψi-n传动链传动误差
Δψi每个环节的传动误差
ui-n传动链传动比
在传动链中, 各传动件的误差不仅在转动副之间传递, 而且还在整个传动链中按传动比依次传递, 最后到转动链的最终末端件上, 使工件或刀具产生传动误差。因为传动链的组成是由若干个传动件组成的, 所以在每个环节上的误差都将反映在末端件上, 最终引起末端件的转角误差。假定误差分布为正态分布, 应根据概率原理进行数据处理。
3 提高加工精度的措施
3.1 误差预防技术
1) 合理采用先进的工艺与设备, 这是保证加工精度的最基本方法;
2) 直接减小原始误差, 消除和减小原始误差是提高加工精度有效的、主要的途径;
3) 转移原始误差, 把影响加工精度的原始误差转移到不影响的方向上或其他部位;
4) 均分原始误差, 就是把加工精度的原始误差均分在其他零件上, 使整体误差下降;
5) 均化原始误差, 和均分原始误差相类似;
6) 就地加工法, 有些零件在搬运当中会是精度下降, 所以采用就地加工法。
3.2 误差补偿技术
1) 在线监测, 通过检测及时发现缺陷, 及早解决, 使精度提高;
2) 偶件自动配磨, 在加工过程中直接配套加工;
3) 积极控制起决定作用的误差因素;
4) 加工误差的统计分析。
减小加工误差时, 要对零件进行分析, 而我们最常见的就是正态分布, 例如给出给出零件的尺寸及公差, 抽检检验件数为100., 把产品测量后所得的结果按尺寸大小分组, 每组的尺寸间隔为0.002, 可得下列分组:
组别1, 尺寸范围27.998~28.000, 中点尺寸x为27.999, 组内工件数m为4, 频率m/n为4/100;
组别2, 尺寸范围>28.000~28.002, 中点尺寸x为28.001, 组内工件数m为17, 频率m/n为16/100;
组别3, 尺寸范围>28.002~28.004, 中点尺寸x为28.003, 组内工件数m为32, 频率m/n为32/100;
组别4, 尺寸范围28.004~28.006, 中点尺寸x为28.005, 组内工件数m为31, 频率m/n为30/100;
组别5, 尺寸范围28.006~28.008, 中点尺寸x为28.007, 组内工件数m为15, 频率m/n为16/100;
组别6, 尺寸范围28.008~28.010, 中点尺寸x为28.008, 组内工件数m为1, 频率m/n为2/100;
上列n是测量的工件数, 用每组的件数m或者频率作为纵坐标, 以尺寸范围的中点x作为横坐标:
分散范围=最大孔径-最小孔径=0.012
分散范围中心 (平均直径) =28.0079
公差范围中心=28.0025
实际测量的结果表示:一部分工件已超出了公差范围, 成为了废品, 这样我们就可以通过这些数据直观的看到误差的所在范围, 通过上边的方法改进、提高加工精度。
摘要：在机械加工当中, 所有的产品都要保证精度, 只有产品的精度达到要求, 这个产品才是合格的产品, 而要想得到合格的产品, 我们就要懂得怎样去检测, 也就要知道什么叫加工精度和加工误差, 而不只要知道怎么去检测, 同时我们也要懂得怎样去预防。
重复定位精度的检测 第7篇
1.编一小段程序
N10 G00 G90 X-300 (X-300位置要根据机床实际情况具体确定)
N20 G00 G90 X-200 (其他轴不动, X轴快速移动到X-200位置)
N30 G04 F04 (在X-200处暂停4 s, 有的系统中用G04 X04编程, 都表示暂停4 s, 注意如果不加F或G则单位将变成ms)
N40@100 K10 (跳转回N10段继续执行程序, 此处运用了宏指令中的程序跳转指令)
N50 M00 (程序结束)
2.将编制好的程序存储并装载
在此说明一点, 程序的编制有很多种方法, 并不拘泥于形式。比如可以编一个子程序L100, 将该子程序执行10次, 即L100 P10。
3.用手动方式将进给轴Z轴远离夹具的移动方向, 保证在移动X轴时不发生干涉。操作方式转换到自动模式, 调用此程序运行。第一遍运行到N30段时, 程序停止, 用复位键将机床复位。
4.安装磁力表座在床身的固定位置, 将表头搭到随X轴移动的部件上, 如刀体、工装、定位块等, 压入表头, 对零。最好选用千分表, 可以更精确地测出误差。重新运行此程序, 当运行到N30段时观察表的指针变化。如果每次运动到这个位置指针始终在零处, 说明该机床重复定位精度较高;如果发生了变化, 就需要检查产生变化的原因。