CNC加工中心体积误差激光分步体对角线测量的优化方法


伯特利数控 加工中心  钻攻中心  

 前言:

 CNC加工中心可以满足了复杂、精密、柔性、智能化的生产需求,是当今生产制造中必不可少的部分,体积精度是衡量加工中心精度的重要标准ISO 2304 111对机床体积误差进行了定义:在加工中心工作空间内,刀具在工件坐标系中实际位置和理想位置的最大位置偏差,以及实际姿态和理想姿态的最大方向偏差。为了提高机床精度,体积误差的测量、分析与补偿至关重要[a

单项误差元素直接测量法是常用的误差测量方法,各项误差元素可通过激光干涉仪测量'4。运用齐次坐标变换矩阵H或螺旋理论:s等方法建立加工中心运动学模型,将误差元素合成,获得体积误差。然而单项误差元素测量需要运用很多价格高昂的仪器,并且测量过程复杂,测量时间长。

ISU230171定义了激光干涉仪体对角线测量法。体对角线测量可以对加工中心体积精度进行快速评估,但无法进行体积误差元素的辨识。 Charles Wang @ 提出了激光分步体对角线测量法,每个平动轴分步运动获得更多的数据,以此分离出体积误差元素。这种方法无需大里昂贵的测厘仪器,快速局效。Jiang H将该测量方法运用到加工中心误差补偿中。          i

SvobodaM设计了相关实验,在加工中心某个平动轴上设置较大的定位误差后,再进行分步体对角线测量,其辨识结果不能准确辨识出该项定位误差,而是将该项定位误差分配在其他平动轴的定位误差上。该实验对分步体对角线法的准确性提出了质疑。Ibaxaki[111认为,安装误差对分步体对角线法的测量精度影响很大。

本文在传统激光分步体对角线法的基础上,提出了一种简化方法和优化方法,测量加工中心空间的3条体对角线误差和3项定位误差,可以去除安装误差的影响,提高了分步体对角线法的测量精度,同时也不失高效性。运用本文提出的激光分步体对角线测量的优化方法实施体积误差测量实验,实验结果证实了优化方法的有效性。

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结束语:

本文在加工中心体积误差激光分步体对角线检测技术的基础上,提出了简化和优化方法。简化辨识方法根据3条加工中心工作空间体对角线定位误差的测量数据,即可辨识获得与传统方法(测量4条体对角线)相同的结果,减少了测量时间。优化测量辨识方法通过增加3个平动轴定位误差的测量,可以去除安装误差对测量结果的影响,提高了测量辨识精度,同时也不失高效性。在加工中心上进行测量实验,实验结果证实了本文所提出的测量辨识方法的有效性。

 

 

 

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