多轴数控加工中心空间几何误差识别和检测.pdf

· 机械制造 · 杨拴强，等 ·多轴数控加工中心空间几何误差识别与检测 多轴数控加工中心空间几何误差识别与检测 杨拴强 ．沈振辉 (I．福州大学 机械工程及 自动化学院福建 福州 350108；2．福建江夏学院 工程学院福建 福州 350108) 摘 要：分析了国内外误差参数识别的方法，介绍了分步对角线法识别和检测数控机床空间几 何误差的过程和步骤，通过改进的分步对角线法，全面识别空间几何误差的21项误差元素。 为后续机床误差补偿提供理论依据。 关键词：空间几何误差；误差识别；分步体对角线法 中图分类号：TG659 文献标志码：B 文章编号：1671—5276(2014)06—0033．03 SpaceGeometricErrorIdentificationandDetectionofMulti．axisMachiningCenter YangShuan-qiang ．ShenZhen．hui (1．CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation；FuzhouUniversity，Fuzhou350108，China； 2．DepartmentofEngineering，FujianJiangxiaUniversity，Fuzhou350108，China) Abstract：Baseonheanalysisoftheerrorparameteridentificationmethodathomeandabmad，Thetestingprocessandprocedure ofthediagonalmethodforthencmachinetoolspacegeometricerrordetectionispresentedindetail．Thediagonalmethodoffrac- tionalstepsisusedtoidentifythe21itemsofthespacegeometricerrors．Thetheoreticalbasisisprovidedforfuturemachinetooler- rotcompensation． Keywords：spacegeometricerror；erroridentification；diagonalmethodfofractionalsteps (y)，s(z)为角度误差；8 s、 为垂直度误差。在上 0 引言 述误差元素参数中，下标表示误差的方向，括号内的字母 表示运动轴的方向。 数控机床空间几何误差模型建立以后．几何误差建模 参数辨识的准确性对空间定位误差的影响极大，不准确的 1 体对角线法误差辨识的基本原理 误差参数使其误差模型计算结果背离实际误差值。可能使 定位误差补偿后不但没有减小，反而增大。建立一套准 体对角线法即空间体对角线测量法是近几年开发出 确、可靠、方便实用的辨识方法是实现高精度空间误差补 的数控加工中心三个直线轴误差辨识方法。通过进一步改 偿的关键 J。 进后的建模方法简便 、通用；建模时，消除了不确定假设条 在数控加工中心误差辨识是一项复杂而费时的工作。 件；采用改进的空间体对角线测量法，可以改善数控机床 国内外许多学者开展了多方面的研究，开发出了不少的误 误差参数的辨识精度．提高测量效率。针对 txyz形式的数 差辨识方法，22线法 [、15线法_3]、14线法 [、9线法[] 控加工中心进行了详细的分析。 等，它们各有特色，为进行误差辨识提供了多种选择；但是 图1为加工中心的一条体对角线，且沿 三个坐标 这些方法在测量时需特殊的测量元件，也比较复杂、耗时。 轴的正方向，定义为PPP。其他三条对角线根据是否沿坐标 为了便于机床 空 间位置精度 的快速检定．国际标准