数控成型磨齿机加工误差在线监测和补偿.pdf

学兔兔 第49卷第1期 机 械 工 程 学 报 Vo1．49 NO．1 201 3年 1月 JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING Jan． 201 3 DoI：10．3901，JME．2013．01．171 数控成型磨齿机加工误差在线监测及补偿木 赵 飞 梅雪松 2李光东 陶 涛 姜歌东 ，2 (1．西安交通大学机械工程学院 西安 710049； 2．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室 西安 710049) 摘要：研究数控机床加工过程在线监测及加工误差分析与补偿方法的问题，提出用于数控成型磨齿机齿向误差在线监测及补 偿方法。数控机床加工过程中，加工工件和刀具间的相对位置关系对机床加工精度具有重要影响。通过获取数控机床内置信 号f光栅、编码器)可以得到这一重要信息。基于内置信号同步采集方法，利用齐次坐标变换原理对数控机床进给轴的内置信 号进行变换分析，获得机床空间加工轨迹，从而实现机床加工误差的在线监测与评估。同时，通过分析加工过程中各进给轴 的动态位置信息，可以确定影响加工误差的主要因素。基于分析结果，通过软件实时补偿原理，结合数控机床控制系统特点， 对主要误差源进行在线补偿，从而达到提高加工精度的目的。采用该方法对一数控成型磨齿机加工过程齿向误差进行评估与 补偿，与三坐标测量机检测结果对比表明该方法可以有效地获取加工误差形貌。根据基于分析结果进行补偿后，使该机床齿 向误差明显降低，提高了机床的加工精度等级。 关键词：加工过程监测 精度测试 误差补偿 齐次坐标变换 中图分类号：TG659 Machining Error Online Monitoring and Compensation of Numerical Control Forming Gear Grinding Machine ZHAO Fei MEI Xuesong ’ LI Guangdong TAO Tao JIANG Gedong ， (1．College ofMechanical Engineering，Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049； 2．State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering，Xi’an Jiaotong University,Xi’an 710049) Abstract：The problem of machining error online monitoring and compensation method is studied，and the machining error online monitoring and compensation method is proposed which takes numerical control forming gear grinding machine as the research object．The relative position of work piece and tool is important for machining precision during machining process．One Can get the relative position by testing the built-in signal which include encoder and direct encoder signa1．In the proposed method，the space trace of machining is calculated from the built-in signal which is processed by the homogeneous coordinate transformation．The main factors that bring out the machinin