五轴数控机床几何误差参数辨识及实例.pdfVIP

第27卷第4期 甘肃联合大学学报(自然科学版) V01．27No．4 2013年7月 ofGansuLianhe Sciences) Jul．2013 Journal University(Natural 文章编号：1672—691X(2013)04一0037一06 五轴数控机床几何误差参数辨识及实例 张 娟，马 军 (兰州职业技术学院，甘肃兰州730070) 摘要：用三次多项式对数控机床几何误差进行拟合，建立了与数控机床几何误差模型相适应的测量方案，减 少了所需辨识参数的数目，提高了测量效率；利用Matlab软件求解dX的表达式中系数矩阵的条件数，验证了 测量点选取的合理性；以一台五轴数控加工中心(TTTRR)为例，对一工件进行误差测量，对其误差参数进行辨 识，验证了本文的误差参数辨识方法的可行性及测量方案的合理性． 关键词：王i轴数控机床；几何误差；参数辨识；三坐标测量仪 中图分类号：TG659 文献标识码：A O引言 数控机床误差补偿是目前提高机床加工精度的有效措施，当数控机床几何误差数学模型建立以后， 其几何误差参数辨识的准确性会直接影响工件在加工过程中的定位误差，不准确的误差参数会使误差 模型的计算结果与实际值相背离，会使补偿后的定位误差不但没有减小反而增大，所以，建立一套准确、 可靠、方便测量的几何误差参数辨识方法是数控机床误差补偿的关键所在，也是数控机床误差补偿的必 要前提条件[1{]．本文重点对数控机床几何误差模型中的参数进行辨识，并通过实例验证了辨识方法的 可行性和合理性． 1单项误差的数据拟合 由机器人学知，在数控机床误差模型中，移动误差是对应于其运动体的移动量X、y、Z的函数，转动 误差是对应二于：其运动体的转动量A、B的函数，因此，可以将单项误差用关于其运动体的运动坐标的多 项式来进行拟合[3]，调查表明，将移动误差和转动误差用三次多项式来拟合，将垂直度误差用常数项来 拟合在精度：亨面可以达到要求[4]．本文采用如下多项式来表达移动误差和转动误差： 丁删(M)=丁删3肝+T脯2M2+TⅢlM+TⅢo，(1) R删(M)一R删3肝+R脚2肝+R枷1M+R枷o． (2) 2 五轴数控机床几何误差参数辨识 2．1 五轴数控机床几何误差模型 以下为五轴数控机床几何误差模型[5] dX]r 1 一SyZO 0 0 0 dy Syz 1 O 0 1 0 dzf— 0 O 1 0 O 1 —Oj O 0 0 1 陛 0 O 引悖享誉1 1 0 0 1 O r O 0 0 1 一S及 O 1 勘o 0 1 0 S及 1 —SZy0 1 O O 0 0 O 0 0 o 1 0，，， 0 雌嚣辜 收稿日期：：2013—05—10． 基金项目：：甘肃省自然科学基金(2008Gs02617)． 作者简介：：张娟(1979一)，女，甘肃通渭人，讲师，硕士，主要从事数控技术及机电一体化研究． 万方数据 38 甘肃联合大学学报(自然科学版) 第27卷 1 0 SAy 1 一SAZo o o O 0 r o]r r-1 0 1 0 o 1 o o 0