久久久久久av,国产一区二区三区四区三区,国产高清一级

您現在的位置：車床網> 技術前沿>分步體對角線誤差辨識及空間誤差補償

分步體對角線誤差辨識及空間誤差補償

2018-3-9 來源：同濟大學中德學院．沈陽機床研究院作者：樊留群張潔虞敏趙建華

摘要: 基于分步體對角線的誤差測量方法是一種快速、高效的測量方法．提出一種基于該測量方法的誤差元素辨識算法，該算法對現有的分步體對角線誤差辨識算法做了修正，并根據辨識出的誤差對機床進行空間誤差補償，經過實際機床的測試驗證，證明該方法的正確性和有效性．

關鍵詞: 分步體對角線測量法; 誤差辨識; 空間誤差補償

0 引言

機床的各種誤差最終反映為刀具中心點的空間軌跡與理論空間軌跡的差別這一空間誤差由 4 部分組成．

1) 在無負荷或精加工條件下機床的幾何 / 運動誤差．

2) 由機床內部熱源和環境溫度變化而造成的熱誤差，

3) 由切削力和慣性力引起的動態誤差．

4) 與夾具和裝夾有關的誤差．

這 4 種誤差并非完全孤立的，相互有一定的關聯，其中幾何/運動誤差的測量、分析與補償是研究機床加工誤差的基礎，現代數控系統不僅實現了單軸螺距誤差補償，像西門子等高檔數控系統還實現了空間誤差補償．

1 、分步體對角線誤差辨識算法

分步對角線測量法是獲取機床空間誤差的快速有效的方法，在《數控機床誤差實時補償技術》和《數控機床誤差補償關鍵技術及其應用》中給出了分步對角線測量法的詳細推導過程，但在實際測試并根據此方法進行補償時，補償效果不理想。

本文根據分步對角線測量方法，重新推導了誤差元素辨識算法，提出了分步體對角線誤差補償算法公式，并在實際中獲得了很好的補償效果．

1． 1 分步對角線測量法原理

美國光動公司提出了基于多普勒位移測量儀和向量測量技術的“分步空間對角線測量法”，其原理是分步測量機床加工空間的 4 條體對角線，也就是由測量起始點起，分步地移動一個控制軸，每次的移動軸依 X → Y → Z 的順序進行移動與暫停( 獲取坐標位置用) ，機床部件的運動是斷續的、且其軌跡與激光束不平行，但最終抵達對角線的終點將這些對角線分別記為 PPP，NPP，PNP，PPN其中 P 表示正方向，N 表示負方向，PPP 表示沿 X，Y，和 Z 軸的正方向運動． NPP 表示沿 X 軸負方向、沿 Y 軸和 Z 軸的正方向運動．具體的操作如下: 先校準激光束的方向，使之平行于體對角線方向; 將反射鏡通過磁性座安裝在主軸上，然后就可分別沿指定方向( X 或 Y 或 Z 方向) 移動運動軸，并在對角線上測量運動距離．以 PPP 方向對角線為例，運動軸首先從起點 O 開始沿 X 正方向運動到達頂點 1，測量沿對角線 PPP 方向移動的距離; 再沿 Y 正方向運動到達

2 并測量運動距離; 最后沿 Z正向移動到達 3 并測量運動距離，同理，對其余三條對角線進行測量．

1． 2 參考文獻中分步對角線測量法的誤差辨識算法在分步體對角線測量過程中，X，Y，Z 軸分步運動后在體對角線 PPP 上產生的誤差 dＲppp分別記為dＲppp( x) ，dＲppp

( y) 和 dＲppp( z) ，Ey( x) 表示沿括號中的軸( x) 方向運動在下標( y) 軸方向引起的誤差．根據參考文獻《數控機床誤差實時補償技術》則有下式:

同理，在也可求出另外兩條對角線上產生的誤差，最后求解出各坐標軸在 x，y 和 z 方向產生的誤差:

1． 3 分步對角線測量法的誤差辨識算法修正說明在公式推導中，公式 ( 1) 中的 Ex( x) ( 記為：

聯立上述 12 組公式，可得出基于分布體對角線測量方法的誤差元素求解公式:

2 、修正算法的實驗驗證

為了驗證本文提出的算法的正確性和有效性，基于沈陽機床的 VMC0656 加工中心，采用分步體對角線方法對機床進行測量，然后按照本文修正算法進行誤差辨識，并采用空間誤差補償將補償值加載到 VMC0656 的控制器沈陽機床自主開發的 I5數控系統中，然后進行測量．為了進一步進行驗證還分別進行了單軸螺距誤差的測量與補償以及混合補償( 定位誤差采用單軸螺補，直線度誤差采用分步體對角線測量方法得到的補償值) ，補償后在進行測量，并計算了這幾種方法的方差．表 1 和圖4 是 Y 軸的實驗結果，