通过几何误差分区来提高数控机床加工精度研究.pdf

Techn0IogyandTesf工艺与检涮 通过几何误差分区来提高数控机床加工精度的研究 王晓峰 范晋伟 王称心 宋贝贝 (北京工业大学机 电学院，北京 100124) 摘 要：将传统点误差补偿 的方法与误差分区补偿方法进行对比，在对比中发现通过误差分区修改数控指令 的方法可 以显著提高机床的加工精度。 关键词 ：几何误差 误差分区 加工精度 中图分类号 ：TH161，TG659 文献标识码 ：A ThestudyofimprovingtheprocessaccuracyofNC machine toolsthroughgeometricerrorpartition WANGXiaofeng，FANJinwei，WANG Chenxin，SONGBeibei (CollegeofMechanicalandElectronicApplication，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，CHN) Abstract：Thearticlecomparedtraditionalpointerrorcompensationwith errorpartition，weconcludethaterror partitioncan improvetheprocessaccuracyofNCmachinesignificallybymodifyingNC code． Keywords：GeometricError；ErrorCompensation；ProcessAccuracy 机床的几何误差 占到整个机床误差 的20％ 一 角，所以1个物体的实际定位和方向与所期望值相比 30％ … ， 因此对几何误差的辨识及补偿是提高机床加 具有6个误差源。机床的滑座是 1个在空间被限制了 工精度 比较有效的方法。本文提出了一种新的误差分 5个 自由度的物体，由于导轨的几何缺陷，滑座在运动 区补偿方法，通过与传统点补偿方法的对 比计算，确实 中表现出直线度误差、绕 3个轴的转角误差和沿导轨 对机床的加工效率和加工精度都有一定的提高。 定位误差。 图 1描述 了滑座一导轨系统的运动误差 。 表示 1 机床几何误差的描述及误差源 平移运动误差，s表示转角运动误差；下标表示平移误 1．1 几何误差的描述 差的作用方 向或转角误差转动轴的方 向；括号 内的字 机床的几何精度与零件工作面的几何精度、运动 母表示平移运动的方向。所有误差都是移动距离的函 件的运动精度、零部件之间及其运动轨迹之间的相对 数 。 位置精度等密切相关，它是保证加工精度的最基本条 件。机床制造误差对工件加工精度影响较大的有：主 轴 回转误差、导轨误差和传动链误差。主轴 回转误差 是指主轴各瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线 的变动量。导轨误差主要包括在垂直面内的直线度 ， 在水平面内的直线度 ，前后导轨的平行度 (扭 曲)，除 图1滑座一导轨系统的运动误差 图2转动部件的几何误差描述 了导轨本身的制造误差外，导轨的不均匀磨损和安装 图2描述 了转动部件 的几何误差。与直线运动的 质量，也是造成导轨误差的重要因素。传动链误差是 几何误差定义相似 ，6表示平移误差 ，表示转角误差 ； 指传动始末两端传动元件间的相对运动的误差。 下标表示平移误差的作用方向或转角误差转动轴的方 1．2 多轴机床的几何误差源 向；括号内的变量表示转动的角度。所有误差都是转 一 个物体在空间由6个 自由度