基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法-仪器仪表学报

《基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法-仪器仪表学报》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第３８卷第１０期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ１０２０１７年１０月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＯｃｔ．２０１７基于激光干涉仪的旋转轴误差快速检定方法皮世威，刘强，孙鹏鹏（北京航空航天大学机械工程及其自动化学院北京１００１９１）摘要：为了提升五轴数控机床各旋转轴精度，解决旋转轴几何误差难以测量的问题，提出了一种基于激光干涉仪的旋转轴几何精度快速测量方法。该方法针对ＡＣ双转台和ＢＣ摆头转台的结构特性，采用旋转轴与直线轴联动的测量技术，可以避免传统测量方法对旋转轴中心的依赖性，推导了

2、测量中直线轴转角误差与直线度对旋转轴几何误差约束关系，在保证精度的同时减少了测量过程中的设备安装调试时间，实现了五轴机床旋转轴转角误差、重复转角误差以及反向间隙的快速测量和补偿。对实际五轴机床ＡＣ双转台几何精度进行检定，提高了旋转轴的几何精度，实验证明该测量方法具有很强的工程应用价值。关键词：五轴机床；旋转轴；激光测量；精度补偿中图分类号：ＴＨ１２４文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．３５９９Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒｒｏｔａｒｙｆｅｅｄｄｒｉｖｅｂａｓｅｄｏｎｌａｓｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏ

3、ｍｅｔｅｒＰｉＳｈｉｗｅｉ，ＬｉｕＱｉａｎｇ，ＳｕｎＰｅｎｇｐｅｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＢｅｉｈａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆ５ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ，ａｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｒｒｏｒｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｒｏｔａｒｙｆｅｅｄｄｒｉｖｅｕｓｉｎｇｌａｓｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ，ｗｈｉｃｈｒｅａ

4、ｌｉｚｅｓｇｅｏｍｅｔｒｙｅｒｒｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｆｏｒｒｏｔａｒｙａｘｉｓ．ＴｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎｂｅｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄｉｎｇｅｎｅｒａｌｒｏｔａｒｙｆｅｅｄｄｒｉｖｅｓｕｃｈａｓＡＣｔａｂｌｅｔｉｌｔｉｎｇｔｙｐｅａｎｄＢＣｔｉｌｔｉｎｇｔａｂｌｅｔｙｐｅ．Ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚｅｄｍｏｔｉｏｎｗｉｔｈｌｉｎｅａｒａｘｉｓａｎｄｒｏｔａｒｙａｘｉｓｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｍｅｔｈｏｄｓｏｎｒｏｔａｒｙｃｅｎｔｅｒｃｏｏｒｄｉｎ

5、ａｔｅｃａｎｂｅａｖｏｉｄｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｎｇｕｌａｒｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｌｉｎｅａｒａｘｉｓａｎｄｔｈｅｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｒｒｏｒｏｆｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎａｘｉｓａｒｅｄｅｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｔｉｍｅｃｏｓｔｏｆｓｅｔｕｐａｎｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｃａｎｂｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｇｕａｒａｎｔｅｅｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｃｃｕｒａｃｙ．Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｆａｓｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｒｅｉｓｒｅａｌｉｚｅｄｏ

6、ｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｅｒｒｏｒ，ｒｅｓｅｔｔｌｅｅｒｒｏｒａｎｄｂａｃｋｌａｓｈｉｎｒｏｔａｒｙａｘｉｓ．ＡｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆｇｅｏｍｅｔｒｉｃｅｒｒｏｒｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂａｓｅｄｏｎＸＫＲ５０Ａ５ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ．Ｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｒｏｔａｒｙｆｅｅｄｄｒｉｖｅｉｓｌａｒｇｅｌｙｉｍｐｒｏｖｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍ

7、ｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｖｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：５ａｘｉｓｍａｃｈｉｎｅｔｏｏｌ；ｒｏｔａｒｙｆｅｅｄｄｒｉｖｅ；ｌａｓｅｒｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ；ａｃｃｕｒａｃｙｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ质量需要提升五轴数控加工中心各旋转轴的精度。传统［２］０引言的直线进给轴精度测量方法较为成熟，采用激光干涉仪来对直线轴转角误差与反向间隙进行测量与补偿，操五轴数控加工中心相对于三轴数控机床具有较好的作简单，但对于五轴机床旋转轴的误差检测技术尚无通加工灵活性，加工效率更加高效，但由于附加旋转轴的作用且简便的方法。［１］［３］用，也增加

8、了相应误差项。在面对特定的复杂曲面部旋转轴的几何精度检测方法很多，针对不同五轴［４］件，例如叶轮、叶片以及叶盘等难加工且精度要求较高的机床结构有不同的几何精度检测方法。常用方法可以［５］工件时，由于刀轨路径奇点的存在，旋转轴几何误差会导分为激光干涉仪测量法、球杆仪测量法、机器视觉定［６］［７］致最终较大