运用分步式矢量方法立式数控加工中心误差分离研究.pdf

第 2期 机械 设计 与制造 2013年 2月 Machinery Design Manufacture 153 运用分步式矢量方法的立式数控加工 中心误差分离的研究 范晋伟，李 伟，李 云，蒙顺政，雒 驼，罗建平 (北京工业大学 ，北京 100124) 摘 要：针对立式数控加工中心存在的几何结构误差和误差测量的方法较为复杂、补偿周期较长的问题，运用多体系统 理论建立立式数控加工中心的数学运动误差模型，利用矢量对角测量方法对可测得的位置误差进行误差分离，并在此基 础上基于C++开发了三轴数控机床刀具加工轨迹仿真模块，以便仿真实展现立式加工中心的加工路径，并加 以对 比，验 证误差补偿效果。结果表明，方法数学模型精确，可以快速分离出三轴立式加工中心的21项位置误差，最终解决数控机 床误差补偿 的效率问题 ．． 关键词：误差补偿；多体理论；矢量方法；空间误差 中图分类号：TH16；TG659 文献标识码：A 文章编号：1001—3997(2013)02一O153—04 AnalysisofVolumetricPositionErrorsBasedonBodyDiagonal~Vector MeasurementonVerticalMachineTools FANJin-wei，LIWei，LIYun，MENGShun—zheng，LUOTuo，LUOJian-ping (BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China) Abstract：TheproblemsofNCmachiningcenterofverticalexistinggeometricstructureerroranderrormeasuringmethodis relativelycomplex，andcompensationcyclesi longer，SObasedonthemathematicsvertical movementerrormodelinmulti- 6oaysystem theoryinthenume rical controlprocessingcenter．itusedthevectordiagonal measurementmethodtomeasure positionerrortocarryouterrorseparation．Onthisbasis，processingtrajectorysimulationmoduleofthreeaxisCNCmachine toolbasedonC++Wasdeveloped．SO珊toshowrealmachiningcenterworkingpathofverticalprocessing．Theresultsshow thatthismethodistheaccuratemathematicalmodel，whichisabletoquicklyseparate21positionerrorofthree—xaisvertical machiningcenter，finallysolvingtheproblemofefficiencyproblemofnumericalcontrolmachinetoolerrorcompensation． KeyW ords：ErrorCompensation；Multi-BodySystem ；VectorM easurement；VolumetricPositionErrors 1引言 术对测得的各单项误差进行辨识。这种方法利用了直接测量误差 值和分离误差值这两种技术。因此，在数控机床误差补偿的研究 经过国内外学者多年的实验与研究，数控机床的精度主要