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《vmcl600型立式加工中心精度检测与误差辨识》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、VMCL600型立式加工中心精度检测与误差辨识第22卷第4期2∞8年12月南通职业大学,IOURNALOFNANTONGVOCATIONALC0LLEGEVo1.22No-4Dec.2∞8VMCL600型立式加工中心精度检测与误差辨识李业农,张丽萍,陈振玉,周开俊(南通职业大学机械工程系,江苏南通226007)摘要:通过对VMCL600型立式加工中心三轴误差元素的误差分析.建立其几何误差的数学模型,并在建模过程中消除了不确定的假设条件,使其求解简便,通用性好.同时,利用激光干涉仪对VMC型立式加工中心沿三个坐标方向测量9个运动方向的精度误差值和相应9项直线度误
2、差值,并保证直线度误差测量与位移误差测量在同一直线上进行,提高了数控机床误差的辨识精度和测量效率.关键词:立式加工中心;几何误差;数学模型;精度检测中图分类号:TH161文献标识码:A文章编号:1008—5327(2008)04一OO66—04VMCL6o0型立式加工中心是一种中小规格,高速,高效益的加工中心,采用立式主轴,十字型床鞍工作台布局,结构紧凑,加工范围广泛,可完成铣,镗,钻,铰等多种工序加工.主传动采用主轴电机,同步齿形带传动,传动噪音低;三向导轨均采用高速化滚珠丝杠传动.该加工中心的每个部分都会产生误差,其误差源包括四类:几何误差和运动误差,热误
3、差,控制误差,切削力误差等.按照误差的动态特性,数控机床的误差可分为两类:静态误差和动态误差.静态误差是在刀具和工件之间随时间缓慢变化的与机床本身结构相关的误差.主要包括几何误差和运动误差,机床部件偏载引起的误差,热变形误差等.动态误差源主要包括主轴误差运动,机床的振动和控制误差.静态误差大约占机床总误差的70%,当然应成为研究的重点.数控机床几何误差的检测方法很多.其中激光干涉仪法是检测效果较好的方法之一.准确检测数控机床是实现误差补偿的前提.1三轴数控机床几何误差元素对于三轴空间坐标系统.如果物体在某一坐标系运动,其运动有6个自由度,如图1所示.因此,也就
4、有6个几何误差分量,分别是三个坐标轴的直线度误差和三个坐标轴的转动误差O因此,对于三轴数控机床来说.三个轴方向上共有18项误差分量,再加上三轴间的三个垂直度误差,共有2l项几何误差.Z图1单轴运动时几何误差分量这21项几何误差分别是:(1)沿轴运动时,有6个误差元素:定位误差(),y向直线度误差(),Z向直线度误差(),滚动误差(),偏转误差()和俯仰误差).(2)沿y轴运动时,有6个误差元素:定位误差(y),向直线度误差(y),Z向直线度误差(1,),滚动误差(y),偏转误差(Y)和俯仰误差(y).(3)沿Z轴运动时,有6个误差元素:定位误差(z),X向直线
5、度误差(z),y向直线度误差(Z),滚动误差(Z),偏转误差(Z)和俯仰误收稿日期:2008—10—24作者简介:李业农(1958一),男,江苏东台人,教授,主要研究方向为机械设计.第4期李业农,等:VMCL600型立式加工中心精度检测与误差辨识差(Z).(4)与y轴间,与z轴间和y与z轴问的3个垂直度误差,,和上述符号艿,的下标表示误差方向,括号内的字母表示运动方向.2几何误差的数学模型对于轴的误差参数测量过程如图2所示.在工作台坐标系中选择1,2,3三条直线,并在三条直线上选取A1(1,Yl,1),A2(2,y2,z2)和A3(3,y3,Z3)三个点,利用
6、激光干涉仪检测其轴方向位移误差(),()和,(),并在A点检测出直线1在】,轴方向和Z轴方向的直线度误差8y()和(),在A点检测出直线2在y轴方向的直线度误差().另外,:()在,y方向,()在,Z方向,()在y,Z方向,也产生位移误差.根据6项几何误差的基本特征,可以得出:1():()一()yi+~py(X)ZlI()=()一()zl+()l1()=()一()1+()y1(1)2()=()一:(),,2+()z22()=()一()z2+()23():()一(x)y3+()z3)I㈤10--Z:1I隧y6,z)三点,利用激光干涉仪测出Y轴方向位移误差(y),
7、s(Y)和(,,),并在A点测出直线4在X轴方向和Z轴方向的直线度误差(Y)和(y),在As点测出直线5在Y轴方向的直线度误差s(y).同理可得:㈩10z4l5I(y)Il01ll(y)(y)y5l方向对于Z轴的误差参数测量.其测量过程如图4所示.同样按照沿轴运动时的误差参数检测方法,在工作台坐标系中选择7,8,9三条直线,并分别在三条线上选取点A7(,y7,z,),A(粕,ys,.)和A(,Yo,z)三点,利用激光干涉仪检测出Z轴方向位移误差(),(z)和(),并在A点检测直线7在轴方向和y轴方向的直线度误差,(z)和(z),在A.点检测直线8在Y轴方向的直
8、线度误差(z).同理可得I(z)II1
