数控机床定位误差全温度综合建模及实时补偿.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52014年5月ModularMachineTool＆AutomaticManufacturingTechniqueMay．2014文章编号：1001—2265(2014)05—0083—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2014．05．021数控机床定位误差全温度综合建模及实时补偿朱小龙，杨建国，代贵松(上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：提出一种数控机床定位误差的全温度综合建模方法。通过测量获得加工中心定位误差，采用多项式拟合和纵向建模法建立了加工中心在不同

2、温度状态下定位误差的综合预测模型。利用FANUC数控系统的外部原点偏移功能，对一台加工中心进行实时误差补偿实验验证。实验结果表明，应用此误差建模方法及补偿功能，在常温和温升状态下，加工中心在三个方向的定位误差与补偿前相比都下降90％左右，大幅提高了加工中心在变温状态下的定位精度。关键词：加工中心；定位误差；误差建模与补偿中图分类号：TH164；TG659文献标识码：ASynthesisModelingandReal-timeCompensationofPositionErrorsatFullTemperatureforMachineTool

3、sZHUXiao-long，YANGJian—guo，DAIGui—song(SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Asynthesismodelofpositioningerrorunderfulltemperatureformachinetoolsispresented．Throughmeasuringthepositioningerrorofmachiningcenter，asynthesispred

4、ictionmodelforpositioninger—roratdifferenttemperaturesisproposedbasedonpolynomialfittingandlongitudinalmodeling．Real-timeer-rorcompensationiscarriedoutonamachiningcenterbyapplyingtheexternalcoordinateoffsetfunctionofFANUCcomputernumericalcontrol(CNC)system．Thereal-timecomp

5、ensationcarriedoutonthemachi—ningcentershowsthatapplicationofthiscompensationmethodcompensatespositioningerrorsinthreedirec-tionsbyalmost90％comparedwithnocompensation．Theaccuracyofthemachiningcenterisimprovedef-fectively．Keywords：machiningcenter；positioningerror；erormodeli

6、ngandcompensation平衡状态的全温度条件下的定位误差进行了测量，并O引言运用线性拟合及纵向建模综合建模方法对一台加工中高精密加工在当今工业应用中占有举足轻重的作心的定位误差进行建模，从而建立了对加工中心定位用，已经成为国际竞争力的重要标志。在机械加工过误差的高精度综合预测模型。最后在加工中心上，基程中，机床的误差将会直接影响工件的加工精度。定于FANUC数控系统的外部原点偏移功能，对加工中心位误差是影响机床精度的重要因素之一lJ。考虑到机常温及温升状态下的定位误差进行实时误差补偿实床温度场对定位精度影响较大J，因此对机床不同温

7、验。在加工中心上的误差实时补偿实验表明，文中采度状态下的定位误差进行研究是极其有意义的。用的误差建模方法及实时补偿功iiii够大幅提高加工机床温度和定位误差检测的目的是为了获取机床中心的定位精度。温度场和变形位移场的信息，建立定位误差预测模型I误差测量并对定位误差实时补偿提供理论依据。通常误差补偿是在某一温度下建立的误差预测模型基础上进行的，加工中心移动轴定位误差的测量采用激光干涉而没有考虑到由于机床温度的变化引起的机床定位误仪，如图1所示。为了减少测量过程中的随机误差，对差变化，这也就是为什么一般补偿的效果不明显。每个轴的定位误差分别重复

8、测量三次，并取测量的平因此需要对机床各种温度条件下的定位误差建模问题均值作为最终定位误差的测量结果J。加工中心主轴作进一步的研究。最大转速8000rpm，快速进给速度33m／mi