基于球杆仪的数控车床几何误差检测和补偿.pdf

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1、工艺与检测Techn0IogyandTest基于球杆仪的数控车床几何误差检测和补偿王家兴①郭宏伟②赵峰②马晓波②孙名佳②(①沈阳第一机床厂，辽宁沈阳110142；(沈阳机床(集团)有限责任公司国家重点实验室，辽宁沈阳110142)摘要：采用Renishaw的QC10球杆仪可以方便快捷地测量出数控车床的圆度误差，同时用软件对测量数据进行处理，从中分离出反向越冲、反向间隙、直线度、伺服不匹配和比例不匹配等误差项，并可以分析出各种误差项所占的百分比。在精确掌握数控车床球杆仪误差诊断表的基础上，采用电气参数优

2、化实现误差补偿，补偿实验结果证明该误差识别与补偿方法省时有效。关键词：数控车床球杆仪几何误差测试误差补偿中图分类号：TG5文献标识码：ATheerrorsmeasurementandcompensationforNClatherbasedondouble-ball-barWANGJiaxing①GU0Hongwei②ZHAOFeng②MAXiaobo②SUNMingjia②，，，，(@ShenyangNo．1MachineToolWorks，Shenyang110142，CHN；(@ShenyangM

3、achineTool(Group)LimitedLiabilityCompany，Shenyang110142，CHN)Abstract：InthispaperRenishawQCIOdouble—ball-barwasadoptedwhichcanconvenientlyandquicklymeasureroundnesserrorofNClathewhileprocessingthemeasureddatabysoftware．Thenerrortermssuchasreversalspikes，

4、backlash，linearity，servomismatchandproportionmismatchwereseparated．Itcanal—SOanalyzethepercentagetakenbyvariousoferrorterms．Erorcompensationwasrealizedbyoptimiza—tionofelectricalparametersbasedonaeeuratemasteringoferordiagnosistableofdouble——ball-barfor

5、NClathe．Theresultsofcompensationexperimentshowthatthismethodoferrorrecognitionandcom—pensationiseffective．Keywords：NCLathe；Double-ball-bar；GeometryErorsTest；ErorCompensation现代机械制造技术正朝着高效率、高质量、高精问题的原始误差，通过分析、统计、归纳及掌握原始误度、高集成和高智能方向发展。精密和超精密加工技差的特点和规律，建立误差

6、数学模型，使人为造出的误术已成为现代机械制造中最重要的组成部分和发展方差和原始误差两者数值相近、方向相反，从而减小加工向，并成为提高国际竞争能力的关键技术。随着精密误差，提高加工尺寸精度。加工的广泛应用，对数控机床加工精度的要求也13益1球杆仪误差测量原理提高。球杆仪能快速、方便、经济地检测数控机床两轴联动性能，全面评价机床动态轮廓精度，并通过检测快1．1球杆仪结构简述速分析数控机床误差产生的根源，在数控机床的精度由Renishaw公司生产的QCIO球杆仪是一种快速验收和维修诊断中有很大的应用。检测机

7、床性能的精密仪器，具体构造如图1所示。球误差补偿技术(ErrorCompensationTechnique，简杆仪通常由可伸缩的球杆和球座组成，安装在可伸缩称ECT)是随着精密工程发展水平的13益提高而出现的纤维杆内的高精度位移传感器可测量杆长的变化，的一门新兴技术，是由于科学技术的不断发展对机械从杆内引出的信号线将位移传感器测得的长度变化信制造业的加工精度要求越来越高而发展起来的。误差息送人采集卡，采集的数据再输入计算机，通过分析采补偿是人为地造出一种新误差去抵消或削弱当前成为集的数据得到机床的各误

8、差元素。图1为球杆仪数控国家重点基础研究发展计划(973计划)(2010CB736003)LUIll平1簪UTechn010gyandTeslI"艺与检测车床误差测量时的典型安装图，测量过程中一端与刀检测试验结果提出预测。架臂的磁性球座相接触，而另一端与车床卡盘上轴杆在ZX平面内，轴与z轴配合做插补，使球杆仪的磁性球座相接触，编写相应的程序，使得车床刀架相完成顺时针和逆时针各360。圆弧数据采集。球杆仪对于卡盘做圆周运动。分析圆周过程中球杆仪的杆长经过轴