高速加工中心體積誤差激光分步體對(duì)角線測(cè)量的
發(fā)布時(shí)間：2019-04-16
高速加工中心可以滿足了復(fù)雜、精密、柔性、智能化的生產(chǎn)需求，是當(dāng)今生產(chǎn)制造中必不可少的部分，體積精度是衡量加工中心精度的重要標(biāo)準(zhǔn)ISO 2304 111對(duì)機(jī)床體積誤差進(jìn)行了定義:在加工中心工作空間內(nèi)，刀具在工件坐標(biāo)系中實(shí)際位置和理想位置的最大位置偏差，以及實(shí)際姿態(tài)和理想姿態(tài)的最大方向偏差。為了提高機(jī)床精度，體積誤差的測(cè)量、分析與補(bǔ)償至關(guān)重要[a。
單項(xiàng)誤差元素直接測(cè)量法是常用的誤差測(cè)量方法，各項(xiàng)誤差元素可通過(guò)激光干涉儀測(cè)量'4。運(yùn)用齊次坐標(biāo)變換矩陣H或螺旋理論:s等方法建立加工中心運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，將誤差元素合成，獲得體積誤差。然而單項(xiàng)誤差元素測(cè)量需要運(yùn)用很多價(jià)格高昂的儀器，并且測(cè)量過(guò)程復(fù)雜,測(cè)量時(shí)間長(zhǎng)。
ISU230名171定義了激光干涉儀體對(duì)角線測(cè)量法。體對(duì)角線測(cè)量可以對(duì)加工中心體積精度進(jìn)行快速評(píng)估，但無(wú)法進(jìn)行體積誤差元素的辨識(shí)。 Charles Wang @ 提出了激光分步體對(duì)角線測(cè)量法，每個(gè)平動(dòng)軸分步運(yùn)動(dòng)獲得更多的數(shù)據(jù)，以此分離出體積誤差元素。這種方法無(wú)需大里昂貴的測(cè)厘儀器，快速局效。Jiang H將該測(cè)量方法運(yùn)用到加工中心誤差補(bǔ)償中。
SvobodaM設(shè)計(jì)了相關(guān)實(shí)驗(yàn),在加工中心某個(gè)平動(dòng)軸上設(shè)置較大的定位誤差后，再進(jìn)行分步體對(duì)角線測(cè)量，其辨識(shí)結(jié)果不能準(zhǔn)確辨識(shí)出該項(xiàng)定位誤差，而是將該項(xiàng)定位誤差分配在其他平動(dòng)軸的定位誤差上。該實(shí)驗(yàn)對(duì)分步體對(duì)角線法的準(zhǔn)確性提出了質(zhì)疑。Ibaxaki[111認(rèn)為，安裝誤差對(duì)分步體對(duì)角線法的測(cè)量精度影響很大。
本文在傳統(tǒng)激光分步體對(duì)角線法的基礎(chǔ)上，提出了一種簡(jiǎn)化方法和優(yōu)化方法，測(cè)量加工中心空間的3條體對(duì)角線誤差和3項(xiàng)定位誤差，可以去除安裝誤差的影響，提高了分步體對(duì)角線法的測(cè)量精度，同時(shí)也不失高效性。運(yùn)用本文提出的激光分步體對(duì)角線測(cè)量的優(yōu)化方法實(shí)施體積誤差測(cè)量實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了優(yōu)化方法的有效性。
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