卧式加工中心误差建模与补偿技术的研究.pdf

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1、第l1期组合机床与自动化加工技术NO．112012年11月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueNOV．2012文章编号：lOOt一2265(2012)11—0008—04卧式加工中心误差建模与补偿技术的研究范晋伟，雒驼，李云，蒙顺政，李伟，罗建平(北京工业大学机电学院，北京100124)摘要：对卧式加工中心进行误差补偿是提高其加工精度的重要手段。文章基于多体系统理论，在分析了卧式加工中心误差的特性后，针对该机床建立了综合空间误差模型及刀具姿态误差模型，给出了数控指令的修正算法，并在此基础上开发了

2、误差补偿软件，进行了仿真试验。试验展示了刀具轨迹补偿前后对比及数控指令修正前后的G代码对比。试验结果表明：文中针时卧式加工中心的误差建模正确可行，采用的补偿方法切实有效，通过修正数控指令的方式，跨越了数控系统硬件制约，达到了误差补偿的目的。关键词：加工中心；多体系统理论；误差建模；误差补偿；计算机仿真中图分类号：TH161文献标识码：AResearchonGeometricErrorModelingandErrorCompensationTechniqueofHorizontalMachineToolsFANJin-wei，LUOTuo，LIYun，MENG

3、Shun-zheng，LIWei，LUOJian—ping(SchoolofMechanicaltoElectronicalEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China)Abstract：ErrorcompensationisanImportantMethodforimprovingmachiningprecisionofhorizontalmachinetools．Inthisproject，theerrorcharacteristicsofhorizontalmachineto

4、olsareanalyzed，thesyn-theticvolumetricerrormodelandtoolsattitudeerrormodelarebuiltbasedonMulti—bodySystemTheory，alsothemethodofNCcodecorrectionareprovided．Onthebasisoferrorcompensationmodeling，thesoftwareoferrorcompensationisdesignedandtheprocessoferrorcompensationissimulated．Theto

5、ol—passesandNCcodebefore＆aftererrorcompensationaregeneratedbysoftwareforcontrast．TheExperi—mentleadstoconclusionsthattheerrormodelsarevalidandtheerorcompensationiseffective，theOb—jectiveoferrorcompensationareachieved．Keywords：machiningcenter，multibodysystemtheory，Errormodeling，erro

6、rcompensation，comput—ersimu】ation修正机床加工指令，进行误差补偿，使刀具轨迹满足0引言精度要求。为机床建立合适的误差模型，是误差补四轴卧式加工中心由于可进行多面加工，其刚偿法的关键步骤之一。度和稳定性又优于普通的五轴机床，在加工精度与机床误差中，几何误差、热变形误差、载荷误差加工效率的平衡上，卧式精密加工中心具备三轴与和刀具误差占总误差的70％～90％。其中几何误五轴机床都不具备的优势。但是在零件的实际加工差及在稳定工作状态下的热变形误差都属于稳定的过程中，由于机床各环节都不可避免的存在误差，通系统误差，最高可占总误差的65％

7、⋯，几何误差模型过运动链最终都会影响机床的加工精度，直接影响就是将这部分误差产生的几何变形映射到几何误差汽车、微电子、航空航天、武器制造等工业领域中最上来分析。因此，几何误差建模实际上并不限于分终产品的质量，影响着行业的整体发展。所以在保析几何误差，是一种综合空间误差建模，具有误差补证加工效率的基础上如何有效的提高加工精度是当偿效果好，补偿效果稳定，不受误差形式局限的优前亟待解决的问题。点。本文误差建模的主要目标是以多体系统理论为提高机床的精度有两种方法，误差防止法和误基础，建立综合空间误差模型与刀具姿态误差模型，差补偿法。其中误差补偿法通过误差补偿软件预先

8、为误差补偿打下理论基础。收稿日期：2012—03—1