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1、第2期機(jī)械設(shè)計(jì)與制造2013年2月MachineryDesign&Manufacture163基于特征樣件的數(shù)控銑床誤差辨識方法研究趙磊，丁輝，程凱(哈爾濱工業(yè)大學(xué)精密工程研究所，黑龍江哈爾濱150001)摘要：目前機(jī)床誤差補(bǔ)償成為提高數(shù)控機(jī)床加工精度的一種重要有效手段，而機(jī)床各軸多項(xiàng)誤差的辨識用{測則是數(shù)控機(jī)床誤差補(bǔ)償?shù)暮诵牟糠?。為此提出一種新穎的機(jī)床誤差辨識方法一通過試切特征樣件來分離出機(jī)床XYZ三軸導(dǎo)軌的各項(xiàng)誤差。應(yīng)用多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論建立三軸數(shù)控機(jī)床的空間誤差模型，在此基礎(chǔ)上反求出具有特殊加工工藝參數(shù)與位置參數(shù)
2、的幾何要素集，通過測量由這些幾何要素構(gòu)成的樣件辨識出機(jī)床XYZ三軸各項(xiàng)誤差。以辨識機(jī)床X導(dǎo)軌的、、三項(xiàng)誤差為例進(jìn)行了理論推導(dǎo)，以為指標(biāo)通過模型仿真與初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性。關(guān)鍵詞：特征樣件；誤差辨識；坐標(biāo)系建立；空間誤差模型中圖分類號：TH16；TG547文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001—3997(2013)02—0163—03ResearchofanErrorIdentificationMethodforCNCMillingMachinesBasedonMeasuringSpeciaI—DesignedArti
3、factZHAOLei，DINGHui，CHENGKai(SchoolofMechanical-ElectricalEngineering，PrecisionEngineeringResearchInstitute，HeilongjiangHarbin150001，China)Abstract：Atpresent，errorcompensationisanimportantandefectiveapproachtoimprovetheprocessingaccuracyofCNCmachinetools，andthei
4、dentifcation~predictionofvariousmulti-axiserrorsisthefacusoferrorcompensation．Itpresentsanovelmachinetoolerroridentifcationmethod，separatingthevariousslide一errorsofthemachineXYZ-axisthroughcuttingaspecial-designedartifact．Volumetricerrormodelofathree—axisCNCmill
5、machineisbuiltusingmulti-bodys~temkinematicstheory，andasetofgeometricelementsisanti—calculatedwithspecialprocessingparametersandpositionalparameters，thusthevariouserrorsofthemachineXYZ—axisareidentifedbymean&ofmeasuringthespecial-designed~ifactthatconsistsoftheg
6、eometricelementsasstatedbefore．Usingtheidentifcationoferror，andasanexample，itpresentsatheoreticalderivation，andthefeasibilityofthismethodisvalidated，whenbeingtookasanevaluatingindex，throughmodelsimulationandprimaryexperiments．KeyWords：Special-DesignedArtifact；Er
7、rorIdentification；CoordinateEstablishing；VolumetricErrorModel1引言機(jī)床的各項(xiàng)幾何誤差。但是這些方法操作過程較復(fù)雜，所需儀器較多，對操作員技術(shù)水準(zhǔn)要求高，而且測量過程更多是集中在機(jī)機(jī)床精度作為衡量機(jī)床性能的重要指標(biāo)日益受到關(guān)注，如床空載運(yùn)行下進(jìn)行的。相對而言，特征樣件法只是對樣件存有特何測量、提高機(jī)床精度也一直是工業(yè)界的研究重點(diǎn)。大量實(shí)驗(yàn)證別設(shè)計(jì)要求，所需儀器少，測量過程易于操作，更為重要特征樣件明機(jī)床誤差補(bǔ)償成已成為提高機(jī)床精度一種重要有效的方法，而實(shí)現(xiàn)機(jī)床
8、誤差補(bǔ)償?shù)那疤釛l件是建立機(jī)床的空間誤差模型與辨所辨識出的機(jī)床誤差更能反映出機(jī)床在加工過程中的動(dòng)態(tài)特性。識頎測機(jī)床各項(xiàng)誤差。機(jī)床空間誤差模型的建立方法眾多，多體2機(jī)床基準(zhǔn)坐標(biāo)系建立系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論法因具有建模過程規(guī)范化、約束條件少、通用性不同的坐標(biāo)系所對應(yīng)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)、定位、運(yùn)動(dòng)誤差、空間誤強(qiáng)、易于解決復(fù)雜系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)問題等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)床空間
