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        怎樣消除隨機誤差對機床加工精度的影響?

        時間:2018-11-20 08:50   作者:admin 點擊:
          針對誤差的不同類型,實施誤差補償可分為兩大類。隨機誤差補償要求“在線測量”,把誤差檢測裝置直接安裝在機床上,在機床工作的同時,實時地測出相應位置的誤差值,用此誤差值實時的對加工指令進行修正。隨機誤差補償對機床的誤差性質沒有要求,能夠同時對機床的隨機誤差和系統誤差進行補償。但需要一整套完整的高精度測量裝置和其它相關的設備,成本太高,經濟效益不好。文獻[4]進行了溫度的在線測量和補償,未能達到實際應用。系統誤差補償是用相應的儀器預先對機床進行檢測,即通過“離線測量”得到機床工作空間指令位置的誤差值,把它們作為機床坐標的函數。機床工作時,根據加工點的坐標,調出相應的誤差值以進行修正。要求機床的穩定性要好,保證機床誤差的確定性,以便于修正,經補償后的機床精度取決于機床的重復性和環境條件變化。數控機床在正常情況下,重復精度遠高于其空間綜合誤差,故系統誤差的補償可有效的提高機床的精度,甚至可以提高機床的精度等級。迄今為止,國內外對系統誤差的補償方法有很多,可分為以下幾種方法: 
         
         
          1單項誤差合成補償法 
         
         
          這種補償方法是以誤差合成公式為理論依據,首先通過直接測量法測得機床的各項單項原始誤差值,由誤差合成公式計算補償點的誤差分量,從而實現對機床的誤差補償。對三坐標測量機進行位置誤差測量的當屬Leete,運用三角幾何關系,推導出了機床各坐標軸誤差的表示方法,沒有考慮轉角的影響。較早進行誤差補償的應是Hocken教授,針對型號Moore5-Z(1)的三坐標測量機,在16小時內,測量了工作空間內大量的點的誤差,在此過程中考慮了溫度的影響,并用最小二乘法對誤差模型參數進行了辨識。由于機床運動的位置信號直接從激光干涉儀獲得,考慮了角度和直線度誤差的影響,獲得比較滿意的結果。1985年G.Zhang成功的對三坐標測量機進行了誤差補償。測量了工作臺平面度誤差,除在工作臺邊緣數值稍大,其它不超過1μm,驗證了剛體假設的可靠性。使用激光干涉儀和水平儀測量得的21項誤差,通過線性坐標變換進行誤差合成,并實施了誤差補償。X-Y平面上測量試驗表明,補償前,在所有測量點中誤差值大于20μm的點占20%,在補償后,不超過20%的點的誤差大于2μm,證明精度提高了近10倍。 
         
         
          除了坐標測量機的誤差補償以外,數控機床誤差補償的研究也取得了一定的成果。在1977年Schultschik教授運用矢量圖的方法,分析了機床各部件誤差及其對幾何精度的影響,奠定了機床幾何誤差進一步研究的基礎。Ferreira和其合作者也對該方法進行了研究,得出了機床幾何誤差的通用模型,對單項誤差合成補償法作出了貢獻。J.Nietal更進一步將該方法運用于在線的誤差補償,獲得了比較理想的結果。Chenetal建立了32項誤差模型,其中多余的11項是有關溫度和機床原點誤差參數,對臥式加工中心的補償試驗表明,精度提高10倍。Eung-SukLeaetal幾乎使用了同G.Zhang一樣的測量方法,對三坐標Bridgeport銑床21項誤差進行了測量,運用誤差合成法得出了誤差模型,補償后的結果分別用激光干涉儀和Renishaw的DBB系統進行了檢驗,證明機床精度得以提升。 
         
         
          2誤差直接補償法 
         
         
          這種方法要求精確地測出機床空間矢量誤差,補償精度要求越高,測量精度和測量的點數就要求越多,但要詳盡地知道測量空間任意點的誤差是不可能的,利用插值的方法求得補償點的誤差分量,進行誤差修正,該種方法要求建立和補償時一致的絕對測量坐標系。 
         
           3相對誤差分解、合成補償法 
         
         
          大多數誤差測量方法只是得到了相對的綜合誤差,據此可以從中分解得到機床的單項誤差。進一步利用誤差合成的辦法,對機床誤差補償是可行的。目前,國內外對這方面的研究也取得一定進展。 
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