臥式加工中心空間精度預測及量化驗證*

陳廷兵，李志強，敬正彪

(1.成都工業學院智能制造學院，成都 611730；2.成都工業職業技術學院裝備制造學院，成都 610218)

0 引言

由機床各項幾何誤差元素耦合而成的空間精度是影響機床加工精度的關鍵因素，因此，精確構建機床完備空間精度模型以及準確溯源機床關鍵幾何誤差元素對提高機床加工精度具有重要意義。可為進一步探索空間精度補償以及精度分配重要理論依據與工程技術支撐。

針對數控機床空間精度建模方面，主流模型搭建體系多以多體系統理論結合齊次坐標矩陣變換為理論基礎。曲興田等[1]利用均勻變換矩陣(HTMS)建立了九軸機床空間精度模型，借助梯度下降算法對某旋轉磁臺的位置坐標指令進行了實時修正補償。YUEN等[2]針對三軸數控銑床提出了一種由反向傳播神經網絡確定的幾何誤差估計方法，并將其單獨應用于幾何誤差補償模型中。RAKSIRI等[3]同樣以多體系統理論結合齊次坐標矩陣變換為理論基礎，建立了機床通用空間精度模型。馮文龍等[4]以旋量理論與多體運動學理論為基礎，從機床單個運動鏈到機床整體進行分析并建立了一種通用的誤差模型，該模型可分離出影響可補償與不可補償位姿誤差的幾何誤差源。在機床空間精度模型預測驗證方面，提出了一種基于梯度下降算法的空間精度補償方法。之后通過測量補償前后機床進給軸的定位誤差，驗證了空間精度模型的正確性。黃華、GIVI等[5-6]通過引入誤差相關性和誤差補償兩個概念得到了一種優化的補償方案，通過對比補償前后工件加工精度，驗證了所建空間精度模型。……