摘要：机床直线轴在空间不同位置处的定位误差难以全面快速测量,而机床加工过程中工件安装位置各异,单一位置的定位误差测量结果难以全面客观反映机床直线轴和工作空间的真实精度;同时,空间体对角线误差测量需长时间的光路调整,亦大幅降低了测量效率。为此,本文提出考虑空间位置差异的机床直线轴定位误差及空间体对角线误差快速辨识方法。该方法基于多站分时测量原理,采用激光跟踪干涉仪测量三轴机床的空间误差,根据空间误差差异辨识不同位置处的直线轴定位误差;同时,通过测量点与初始点理论距离与真实距离偏差计算空间体对角线误差,进而全面评估机床空间精度。相较于传统测量方法,该方法可快速辨识不同空间位置处的直线轴定位误差和工作空间体对角线误差,为机床直线轴和空间精度的快速测量和综合评价提供了一种新的思路和方法。

摘要：数控机床是工业生产的重要场所,但因其误差项多,出现残次品,浪费社会资源。因此,测量机床误差,提高其精度显得极为重要。而现有机床误差测量方法中,基于仪器测量的方法不仅耗时、仪器成本高,且不以实际切削工件为误差参考源;基于切削特征试件方法未将误差源进行分离。针对上述问题,本文提出了基于特征工件切削的动静态误差高效辨识与分离方法。本文设计并切削可反映几何误差的特征工件,分别对其进行在机测量和三坐标测量机标定,基于两组测试数据实现15项几何误差与动态误差的辨识与分离。通过空间误差模型,将辨识与分离得到的误差补偿到数控系统,新切削的特征工件精度提高约50%,证实了本方法的可行性、高效性和准确性。

摘要：旋转轴的几何误差直接影响五轴机床的加工精度,但由于其误差项多且高度耦合,因此辨识难度较大。提出了一种工件切削在机测量方法,用于辨识五轴机床旋转轴6项与位置相关的几何误差。设计并加工一种错位塔形工件,它由三层错位叠加的矩形块组成。在工件不同层级的底面与侧面布置测点并进行在机测量,基于空间误差模型推导出每项误差的辨识原理与解析解,并采用蒙特卡洛模拟进行不确定性分析。最后,通过与球杆仪误差辨识方法进行对比验证,线性误差EXC,EYC与EZC的辨识结果偏差最大为2.7,-1.7与-1.3μm;角度误差EAC,EBC与ECC的辨识结果偏差最大为1.3″,-0.6″与-2.1″,两者辨识平均吻合度达95.4%。本方法通过工件切削与在机测量,每项误差的辨识原理与解析解形式简单,可辨识实际工况下的旋转轴6项位置相关的几何误差。

摘要：为了减小数控进给轴运动过程中产生的阿贝误差和余弦误差等几何误差对位置测量精度的影响,提出了一种基于多路激光组合测量的误差辨识与补偿方法。利用三路激光干涉仪的空间坐标关系和实际测量值,映射出数控进给轴理想运动轴线上的虚拟测量值,以补偿阿贝误差,并建立了进给轴倾斜角度解算模型,进而补偿余弦误差,提高进给轴定位精度。为保证位置测量结果的可靠性,设计了环境参数补偿实验,在减小环境因素影响的前提下,验证了误差辨识与补偿方法的有效性。实验结果表明,该方法有效补偿了运动过程中的阿贝误差以及余弦误差,提高了数控进给轴的定位精度。

摘要：针对多轴机床空间误差检测及辨识方法成本高、时间长等问题,提出一种新的基于球杆仪测试的直线轴位置相关几何误差辨识方法。分别建立各平面内轴运动误差模型,并采用多项式对误差元素预拟合,以常规的三平面圆弧轨迹测量获取误差数据,并基于最小二乘法求解拟合系数,替代直接对误差元素具体数值求解的传统方法,实现对各直线轴位置相关误差元素的辨识。通过实验验证了辨识结果的正确性和有效性,该方法对机床直线轴误差辨识、补偿具有参考价值。

摘要：为避免非辨识轴几何误差、伺服控制误差等干扰源对测量结果的负面影响,降低辨识模型复杂度,提出了一种基于球杆仪单轴运动测量的旋转轴几何误差辨识方法。以单轴运动模式代替传统的多轴联动测量模式,首先基于齐次坐标变换理论建立了旋转工作台在位置相关几何误差影响下的杆长变化量(ΔL)的数学模型;然后通过分析球杆仪的安装参数,基于列满秩辨识矩阵构建误差辨识模型,并据此设计了一种包含9次独立测量试验的辨识方案。该方案通过提高测量试验次数,减少了单次试验中较大测量误差可能造成的系统辨识精度损失,具有较高的方法鲁棒性。在辨识实验中,通过迭代调整的方式对刀具球进行精确安装,并排除了工件球安装误差和工作台位置无关几何误差的影响。最后,进行了ΔL的预测分析和误差补偿实验,补偿后工作台一圈内ΔL的最大绝对值由0.0103 mm减少至0.0020 mm,验证了该辨识方法的有效性。

摘要：本文旨在优化三轴数控机床误差辨识过程,提出了基于特征工件切削的动静态误差高效辨识与分离方法。本文设计了可反映几何误差的阶梯型特征工件,特征工件切削完成后,分别对其进行在机测量和三坐标测量机标定,基于两组测试数据实现7项几何误差与动态误差的辨识与分离,其辨识结果与激光干涉仪测量结果高度吻合,证实了本方法的可行性、高效性和准确性。This paper aims to optimize the error identification process of three-axis CNC machine tools, and proposes an efficient identification and separation method for dynamic and static errors based on feature workpiece cutting. In this paper, a stepped feature workpiece that can reflect geometric er-rors is designed, and the mapping relationship between geometric error terms and features is es-tablished. After the feature workpiece is cut, it performs on-machine measurement and offline three-coordinate measurement respectively, and realizes the identification and separation of 7 geometric errors and dynamic errors based on two sets of test data. The geometric error identifica-tion result is highly consistent with the laser interferometer measurement result, which proves the feasibility, high efficiency and accuracy.

摘要：研究数控机床的几何误差测量与辨识方法对于提高数控机床的加工精度水平具有重要的现实意义。在数控机床的几何误差辨识方法研究方面,提出了一种基于Laser TRACER体对角线误差测量信息的几何信息快速辨识方法,并引入一种两步解正则化方法,以修正映射矩阵的性态,可以较大程度上提高误差参数辨识的抗干扰性,计算机仿真和实验结果均表明,所提辨识方法的正确性和有效性。

摘要：目前机床误差补偿成为提高数控机床加工精度的一种重要有效手段,而机床各轴多项误差的辨识/预测则是数控机床误差补偿的核心部分。为此提出一种新颖的机床误差辨识方法—通过试切特征样件来分离出机床XYZ三轴导轨的各项误差。应用多体系统运动学理论建立三轴数控机床的空间误差模型,在此基础上反求出具有特殊加工工艺参数与位置参数的几何要素集,通过测量由这些几何要素构成的样件辨识出机床XYZ三轴各项误差。以辨识机床X导轨的、、三项误差为例进行了理论推导,以为指标通过模型仿真与初步实验验证了该方法的可行性。

摘要：针对AoCMT型五轴超精密数控机床,运用齐次坐标变换矩阵建立了机床旋转轴几何误差模型。并提出一种基于球杆仪的误差测量和辨识方法。以机床A轴为例,通过运用机床RTCP功能控制机床一个旋转轴和两个平动轴同步运动,并据此设计不同高度、不同距离的测量,测量模式分为轴向、径向和切向。采集球杆仪杆长变化量并根据误差模型推导出各项误差与杆长变化量的关系表达式。可以将与A轴有关的8项误差同时辨识出来,经过仿真验证,该方法切实可用。