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机床几何误差补偿技术之单项误差合成补偿法

发布者:锐峰五金机械   发布时间:2019-4-18 18:15:17

       针对误差的不同类型,实施误差补偿可分为两大类。随机误差补偿要求“在线测量”,把误差检测装置直接安装在机床上,在机床工作的同时,实时地测出相应 位置的误差值,用此误差值实时的对加工指令进行修正。随机误差补偿对机床的误差性质没有要求,能够同时对机床的随机误差和系统误差进行补偿。但需要一整套完整的高精度测量装置和其它相关的 设备,成本太高,经济效益不好。迄今为止,国内外对系统误差的补偿方法有很多,这里主要介绍最常见的单项误差合成补偿法。
      这种补偿方法是以误差合成公式为理论依据,首先通过直接测量法测得机床的各项单项原始误差值,由误差合成公式 计算 补偿点的误差分量,从而实现对机床 的误差补偿。对三坐标测量机进行位置误差测量的当属Leete, 运用三角几何关系,推导出了机床各坐标轴误差的表示方法,没有考虑转角的影响。较早进行误差补偿的应是Hocken教授,针对型号Moore 5 -Z(1)的三坐标测量机,在16小时内,测量了工作空间内大量的点的误差,在此过程中考虑了温度的影响,并用最小二乘法对误差模型参数进行了辨识。
      由于机床运动的位置信号直接从激光干涉仪获得,考虑了角度和直线度误差的影响,获得比较满意的结果。1985年G. Zhang成功的对三坐标测量机进行了误差补 偿。测量了工作台平面度误差,除在工作台边缘数值稍大,其它不超过1μm,验证了刚体假设的可靠性。使用激光干涉仪和水平仪测量得的21项误差,通过线性坐标变换进行误差合成,并实施了误差补 偿。X-Y平面上测量试验表明,补偿前,在所有测量点中误差值大于20μm的点占20%,在补偿后,不超过20%的点的误差大于2μm,证明精度提高了近10倍。
      除了坐标测量机的误差补偿以外,数控机床误差补偿的研究也取得了一定的成果。在1977年Schultschik教授运用矢量图的方法,分析了机床各部件误差及其对几 何精度的影响,奠定了机床几何误差进一步研究的基础。FerrEira和其合作者也对该方法进行了研究,得出了机床几何误差的通用模型,对单项误差合成补偿法作出了贡献。
      J.Ni et al更进一步将该方法运用于在线的误差补偿,获得了比较理想的结果。Chen et al建立了32项误差模型,其中多余的11项是有关温度和机床原点误差参数 ,对卧式加工中心的补偿试验表明,精度提高10倍。Eung-Suk Lea et al几乎使用了同G. Zhang一样的测量方法,对三坐标Bridge port铣床21项误差进行了测量,运用误差合成法得出了误差模型,补偿 后的结果分别用激光干涉仪和Renishaw的DBB系统进行了检验,证明机床精度得以提升。

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