CN112536644A - 机床加工测试件建立运动误差模型的方法 - Google Patents

机床加工测试件建立运动误差模型的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112536644A
CN112536644A CN202011256496.0A CN202011256496A CN112536644A CN 112536644 A CN112536644 A CN 112536644A CN 202011256496 A CN202011256496 A CN 202011256496A CN 112536644 A CN112536644 A CN 112536644A
Authority
CN
China
Prior art keywords
plane
midpoint
gauge block
projection
groove
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011256496.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112536644B (zh
Inventor
刘宏伟
杨锐
向华
李波
陈国华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guiyang Xianfeng Machine Tool Works Co ltd
Original Assignee
XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Hubei University of Arts and Science
Xiangyang Vocational and Technical College
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE, Hubei University of Arts and Science, Xiangyang Vocational and Technical College filed Critical XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING RESEARCH INSTITUTE
Priority to CN202011256496.0A priority Critical patent/CN112536644B/zh
Publication of CN112536644A publication Critical patent/CN112536644A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112536644B publication Critical patent/CN112536644B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/09Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting pressure or for determining cutting-tool condition, e.g. cutting ability, load on tool

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,将正方体的测试件固定在机床工作台上,选取三个面的中间位置加工凹槽,所加工的凹槽的尺寸和标准量块的尺寸一致,取标准块分别放置在三个凹槽中,测量标准块和凹槽的配合间隙。将标准量块在各个轴方向上产生的角度误差和标准块的旋转中心点相关联,旋转中心点到标准块端点的距离与角度误差共同作用使得运动误差增大,根据误差在各个平面上的实际情况建立误差模型。本发明提出了一种新的方法辨识三轴机床在加工时的运动误差。通过加工测试件的不同部位分析出机床的加工误差建立机床的运动学误差模型。运用这种方法机床最终状态的运动误差被辨识,在实际的加工中机床的最终性能被评估。

Description

机床加工测试件建立运动误差模型的方法
技术领域
本发明属于机床精度控制技术领域,尤其涉及一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法。
背景技术
数控机床加工零部件时,机床的自身精度显得尤为重要。一般来说,数控机床的不精确性有很多因素,机床沿着各个轴的运动精度是机床加工精度的一个重要标准。
机床的几何误差同样会对机床的加工精度产生影响,因此单纯的考虑几何误差对加工精度的影响是不全面的。在实际的误差补偿中需要考虑加工时产生的运动误差,通过辨识运动误差建立误差模型从而提高机床的加工精度是一种有效的方法。
发明内容
针对背景技术存在的问题,本发明提出一种新的方法辨识三轴机床在加工时的运动误差。通过加工测试件的不同部位分析出机床的加工误差建立机床的运动学误差模型。运用这种方法机床最终状态的运动误差被辨识,在实际的加工中机床的最终性能被评估。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,包括如下步骤:
S1.选取标准量块,确定所述标准量块的几何尺寸;
S2.加工一个正方体工件,在所述正方体工件上建立参考坐标系;
S3.分别在所述正方体工件YOZ平面上加工沿Z方向凹槽,在XOY平面上加工沿Y方向凹槽,在XOZ平面上加工沿X方向凹槽,上述所加工的凹槽均与所述标准量块轮廓和几何尺寸相匹配;
S4.将所述标准量块分别放置在所述正方体工件不同平面上的凹槽中,测量出量块和凹槽的装配间隙;
S5.测量所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差;
S6.将所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的轮廓投影至对应平面后,测量旋转中心点在不同平面内的投影至量块一端的投影距离;
S7.根据所述步骤S5中测量的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差以及所述步骤S6中测量的对应平面内投影距离确定在不同平面内产生的运动误差。
进一步,所述步骤S5中,标准量块放置到正方体中沿X方向加工的凹槽中,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εy(x);在XOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(x);在YOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εx(x),
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000021
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000022
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000023
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
进一步,所述步骤S5中,将标准量块放置到正方体中沿Y方向加工的凹槽中时,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(y);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(y);在XOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εy(y),在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000024
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000031
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000032
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
进一步,所述步骤S5中,标准量块放置到正方体中沿Z方向加工的凹槽中时,在XOZ平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(z);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εy(z);在XOY平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εz(z);
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000033
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000034
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000035
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
进一步,在所述步骤S6中,依据X轴方向为基准,取旋转中心为O1点,在YOZ平面上,沿X轴方向O1点到量块其中一端的距离为y0x,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为x0x,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为z0x,那么产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000041
其中ex(x)、ey(x),ez(x)为工作台沿着X轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
进一步,在所述步骤S6中,依据Y轴方向为基准,取旋转中心为O2点,在YOZ平面上,沿X轴方向O2点到量块其中一端的距离为y0y,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O2到量块其中一端的距离为x0y,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O2到量块其中一端的距离为z0y,那么在Y轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000042
其中ex(y)为、ey(y)、ez(y)为工作台沿着Y轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
进一步,在所述步骤S6中,依据Z轴方向为基准,取旋转中心为O3点,在YOZ平面上,沿X轴方向O3点到量块其中一端的距离为y0z,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为x0z,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为z0z,那么在Z轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000043
其中ex(z)、ey(z)、ez(z)为为工作台沿着Z轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明提出了加工时产生运动误差的测量和建模方法,其先进之处在与考虑了机床加工时产生的移动误差和转角误差,传统的模型预测只是考虑在没有加工时机床的各项误差的测量和建模情况,而在此时的情况为加工后产生误差的情况,其建模精度得到进一步的提高。
附图说明
图1为本发明立方体上的凹槽加工;
图2为本发明标准量块与凹槽的配合间隙;
图3为本发明标准量块在实际位置上的偏离;
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,下述实施方案中所述实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得;在本发明的描述中,术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明,本发明提出一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,通过加工在三维空间上按照各个轴的方向加工测试件,测量各个方向上凹槽和标准块之间的间隙,通过逻辑分析建立运动学误差模型。具体包括如下步骤:
S1.选取标准量块,确定所述标准量块的几何尺寸;
S2.加工一个正方体工件,在所述正方体工件上建立参考坐标系;
S3.分别在所述正方体工件YOZ平面上加工沿Z方向凹槽,在XOY平面上加工沿Y方向凹槽,在XOZ平面上加工沿X方向凹槽,上述所加工的凹槽均与所述标准量块轮廓和几何尺寸相匹配;
S4.将所述标准量块分别放置在所述正方体工件不同平面上的凹槽中,测量出量块和凹槽的装配间隙;
S5.测量所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差;
S6.将所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的轮廓投影至对应平面后,测量旋转中心点在不同平面内的投影至量块一端的投影距离;
S7.根据所述步骤S5中测量的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差以及所述步骤S6中测量的对应平面内投影距离确定在不同平面内产生的运动误差。
如附图1所示,通过评估所加工X方向凹槽的轮廓误差辨识沿着X轴方向的运动误差。同理,评估Y方向和Z方向的轮廓误差辨识沿着Y方向和Z方向的运动误差。所加工的凹槽应当和标准的量块相匹配。将量块放置在所加工的凹槽中,测量出量块和凹槽的装配间隙。如果垂直放置的量块在YOZ平面上出现倾斜,如图2所示,则该装配的角度误差可计算出来。同理将量块放置XOY平面上的凹槽内,则量块在水平方向上出现倾斜,该倾斜的角度同样可计算出来;将量块放置在XOZ平面上的凹槽内,计算出倾斜角度。
1、依据X轴方向为基准,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εy(x);在XOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(x);在YOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εx(x)。
根据图2所示,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000071
同理,在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000072
在XOY平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000073
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
依据X轴方向为基准,取旋转中心为O1点,在YOZ平面上,沿X轴方向O1点到量块其中一端的距离为y0x,如图3所示;同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为x0x,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为z0x,那么产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000074
其中ex(x)、ey(x),ez(x)为工作台沿着X轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
2、据Y轴方向为基准,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(y);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(y);在XOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εy(y),
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000081
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000082
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000083
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
那么在Y轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000084
其中ex(y)为、ey(y)、ez(y)为工作台沿着Y轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
3、依据Z轴方向为基准,在XOZ平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(z);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εy(z);在XOY平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εz(z);
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure BDA0002773281520000091
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000092
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure BDA0002773281520000093
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
依据Z轴方向为基准,取旋转中心为O3点,在YOZ平面上,沿X轴方向O3点到量块其中一端的距离为y0z,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为x0z,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为z0z,那么在Z轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure BDA0002773281520000094
其中ex(z)、ey(z)、ez(z)为为工作台沿着Z轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
在上述实施例中,标准量块的旋转中心点到标准块一端的距离与该标准块的角度误差之间的乘积为加工凹槽时产生的位置偏离,各个轴产生的位置偏离进行矢量叠加,其正负号符合右手螺旋定则。
上述实施例只是用于对本发明的举例和说明,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明不局限于上述实施例,根据本发明教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围内。

Claims (7)

1.一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1.选取标准量块,确定所述标准量块的几何尺寸;
S2.加工一个正方体工件,在所述正方体工件上建立参考坐标系;
S3.分别在所述正方体工件YOZ平面上加工沿Z方向凹槽,在XOY平面上加工沿Y方向凹槽,在XOZ平面上加工沿X方向凹槽,上述所加工的凹槽均与所述标准量块轮廓和几何尺寸相匹配;
S4.将所述标准量块分别放置在所述正方体工件不同平面上的凹槽中,测量出量块和凹槽的装配间隙;
S5.测量所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差;
S6.将所述标准量块在所述正方体工件不同平面内凹槽中的轮廓投影至对应平面后,测量旋转中心点在不同平面内的投影至量块一端的投影距离;
S7.根据所述步骤S5中测量的偏摆角误差、俯仰角误差和滚转角误差以及所述步骤S6中测量的对应平面内投影距离确定在不同平面内产生的运动误差。
2.根据权利要求1所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,所述步骤S5中,依据X轴方向为基准,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εy(x);在XOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(x);在YOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εx(x),
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure FDA0002773281510000011
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000012
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000013
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzxx为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyxy为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzxz为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
3.根据权利要求1所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,所述步骤S5中,据Y轴方向为基准,在XOY平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(y);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εz(y);在XOZ平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εy(y),
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure FDA0002773281510000021
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000022
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000023
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzyz为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyyx为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzyy为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
4.根据权利要求1所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,所述步骤S5中,依据Z轴方向为基准,在XOZ平面上出现的角度误差定义为偏摆角误差εx(z);在YOZ平面上出现的角度误差定义为俯仰角误差εy(z);在XOY平面上出现的角度误差定义为滚转角误差εz(z);
在XOY平面上出现的角度误差的表达式如下:
Figure FDA0002773281510000031
同理,在YOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000032
在XOZ平面上出现的角度误差的表达式为:
Figure FDA0002773281510000033
将标准量块投影分别投影至XOY平面、YOZ平面和XOZ平面,取三个平面内投影轮廓两长边中点连线和对应平面内所加工凹槽两长边中点连线,其中Δyzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δzzy为YOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差,Δxzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δyzz为XOY平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Y方向距离差,Δxzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿X方向距离差,Δzzx为XOZ平面内其中标准量块投影中点与凹槽中点沿Z方向距离差。
5.根据权利要求2所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,在所述步骤S6中,依据X轴方向为基准,取旋转中心为O1点,在YOZ平面上,沿X轴方向O1点到量块其中一端的距离为y0x,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为x0x,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O1到量块其中一端的距离为z0x,那么产生的运动误差可表示为:
Figure FDA0002773281510000034
其中ex(x)、ey(x),ez(x)为工作台沿着X轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
6.根据权利要求3所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,在所述步骤S6中,依据Y轴方向为基准,取旋转中心为O2点,在YOZ平面上,沿X轴方向O2点到量块其中一端的距离为y0y,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O2到量块其中一端的距离为x0y,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O2到量块其中一端的距离为z0y,那么在Y轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure FDA0002773281510000041
其中ex(y)为、ey(y)、ez(y)为工作台沿着Y轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
7.根据权利要求4所述一种机床加工测试件建立运动误差模型的方法,其特征在于,在所述步骤S6中,依据Z轴方向为基准,取旋转中心为O3点,在YOZ平面上,沿X轴方向O3点到量块其中一端的距离为y0z,同理,在XOZ平面上,沿Y轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为x0z,在XOY平面上,沿Z轴方向旋转中心O3到量块其中一端的距离为z0z,那么在Z轴方向上所产生的运动误差可表示为:
Figure FDA0002773281510000042
其中ex(z)、ey(z)、ez(z)为为工作台沿着Z轴移动进行加工时,在空间上分别产生绕X、Y、Z轴的运动误差。
CN202011256496.0A 2020-11-11 2020-11-11 机床加工测试件建立运动误差模型的方法 Active CN112536644B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011256496.0A CN112536644B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 机床加工测试件建立运动误差模型的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011256496.0A CN112536644B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 机床加工测试件建立运动误差模型的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112536644A true CN112536644A (zh) 2021-03-23
CN112536644B CN112536644B (zh) 2022-04-12

Family

ID=75015008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011256496.0A Active CN112536644B (zh) 2020-11-11 2020-11-11 机床加工测试件建立运动误差模型的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112536644B (zh)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566113A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Honda Motor Co Ltd 光学式測定装置における誤差の補正方法
US5876043A (en) * 1996-11-20 1999-03-02 Emuge-Werk Richard Glimpel Fabrik Fuer Praezisionswerkzeuge Threading or drill chuck with wireless fault transmission
JP2010223887A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Masato Aketagawa 5自由度誤差測定装置
CN101982726A (zh) * 2010-09-27 2011-03-02 上海交通大学 三轴数控装备的几何运动误差的检测方法
CN102252583A (zh) * 2011-03-31 2011-11-23 桂林福达曲轴有限公司 检测汽车发动机曲轴键槽对称度的检具
KR20160010175A (ko) * 2014-07-18 2016-01-27 고려대학교 산학협력단 방향각 오차를 이용한 차량형 이동 로봇의 오도메트리 오차 보정 방법
CN106767558A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 华中科技大学 一种导轨基面直线度误差的解耦辨识方法
CN107806825A (zh) * 2017-09-29 2018-03-16 西安交通大学 基于平面光栅的三面五线机床空间几何误差测量辨识方法
JP2018106235A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 Dmg森精機株式会社 工作機械の運動誤差同定方法
US20190044628A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Anritsu Corporation System for measuring reception performance of wireless terminal and method of measurement
CN110440721A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 天津商业大学 一种三维移动平台运动角误差快速测量装置及方法
CN110744355A (zh) * 2018-07-23 2020-02-04 深圳市德圣雅建材科技有限公司 基于测量头机床在线测量误差的补偿方法及使用的标准样块
US10585419B1 (en) * 2016-04-27 2020-03-10 Beneficial Machine Tools Llc Methods and devices for performing in-situ inspections during a computer assisted setup of a machine tool table

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0566113A (ja) * 1991-09-09 1993-03-19 Honda Motor Co Ltd 光学式測定装置における誤差の補正方法
US5876043A (en) * 1996-11-20 1999-03-02 Emuge-Werk Richard Glimpel Fabrik Fuer Praezisionswerkzeuge Threading or drill chuck with wireless fault transmission
JP2010223887A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Masato Aketagawa 5自由度誤差測定装置
CN101982726A (zh) * 2010-09-27 2011-03-02 上海交通大学 三轴数控装备的几何运动误差的检测方法
CN102252583A (zh) * 2011-03-31 2011-11-23 桂林福达曲轴有限公司 检测汽车发动机曲轴键槽对称度的检具
KR20160010175A (ko) * 2014-07-18 2016-01-27 고려대학교 산학협력단 방향각 오차를 이용한 차량형 이동 로봇의 오도메트리 오차 보정 방법
US10585419B1 (en) * 2016-04-27 2020-03-10 Beneficial Machine Tools Llc Methods and devices for performing in-situ inspections during a computer assisted setup of a machine tool table
JP2018106235A (ja) * 2016-12-22 2018-07-05 Dmg森精機株式会社 工作機械の運動誤差同定方法
CN106767558A (zh) * 2017-03-27 2017-05-31 华中科技大学 一种导轨基面直线度误差的解耦辨识方法
US20190044628A1 (en) * 2017-08-01 2019-02-07 Anritsu Corporation System for measuring reception performance of wireless terminal and method of measurement
CN107806825A (zh) * 2017-09-29 2018-03-16 西安交通大学 基于平面光栅的三面五线机床空间几何误差测量辨识方法
CN110744355A (zh) * 2018-07-23 2020-02-04 深圳市德圣雅建材科技有限公司 基于测量头机床在线测量误差的补偿方法及使用的标准样块
CN110440721A (zh) * 2019-08-19 2019-11-12 天津商业大学 一种三维移动平台运动角误差快速测量装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李国等: "基于工件面形精度的超精密机床误差建模与分析", 《纳米技术与精密工程》 *
杜正春等: "数控机床几何误差测量研究现状及趋势", 《航空制造技术》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112536644B (zh) 2022-04-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Lamikiz et al. The Denavit and Hartenberg approach applied to evaluate the consequences in the tool tip position of geometrical errors in five-axis milling centres
JP4902316B2 (ja) 斜め加工のための5軸加工機の姿勢保証システム
Fu et al. Product of exponential model for geometric error integration of multi-axis machine tools
Ni CNC machine accuracy enhancement through real-time error compensation
Fu et al. Product-of-exponential formulas for precision enhancement of five-axis machine tools via geometric error modeling and compensation
CN109366220B (zh) 一种工件定位方法与系统
US20150068272A1 (en) Interference determination method and interference determination device for machine tool
Li et al. A geometric error identification method for the swiveling axes of five-axis machine tools by static R-test
Liu et al. Integration strategy of on-machine measurement (OMM) and numerical control (NC) machining for the large thin-walled parts with surface correlative constraint
Guo et al. Investigation of sensitivity analysis and compensation parameter optimization of geometric error for five-axis machine tool
CN110716497B (zh) 一种基于平面基准约束与余量约束的配准方法
CN111580459B (zh) 五轴加工中心装配误差分析控制方法
CN111069642B (zh) 三维空间中斜孔加工工艺
Zhu et al. Workpiece locating error prediction and compensation in fixtures
CN110161965B (zh) 一种大型航天机匣斜孔的在机测量方法
CN108469782A (zh) 一种基于旋转轴综合误差测量值的安装误差辨识方法
Li et al. A sensitivity method to analyze the volumetric error of five-axis machine tool
CN113369997B (zh) 一种数控机床摆角精度校验方法
Zhang et al. Online adaptive measurement and adjustment for flexible part during high precision drilling process
CN110850810B (zh) 一种基于双基准约束的精加工配准方法
Du et al. Modeling and compensation of comprehensive errors for thin-walled parts machining based on on-machine measurement
Guan et al. Theoretical error compensation when measuring an S-shaped test piece
Jalaludin et al. Development and evaluation of the machining performance of a CNC gantry double motion machine tool in different modes
Sato et al. Geometric error compensation of five-axis machining centers based on on-machine workpiece measurement
CN113985813A (zh) 一种基于在机检测的机床原点误差补偿方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231013

Address after: 550000 wengyan village, Xiaomeng Industrial Park, Guiyang Economic and Technological Development Zone, Guizhou Province

Patentee after: GUIYANG XIANFENG MACHINE TOOL WORKS Co.,Ltd.

Address before: 441053 Luzhong Road, Xiangcheng District, Xiangyang, Hubei Province, No. 296

Patentee before: HUBEI University OF ARTS AND SCIENCE

Patentee before: XIANGYANG Polytechnic

Patentee before: XY-HUST ADVANCED MANUFACTURING ENGINEERING Research Institute

TR01 Transfer of patent right