空間誤差補償技術(shù)(VEC)的數(shù)據(jù)計算方式是基于切比雪夫多項式(Chebyshev Polynomials)演變而來。API*的測量軟件計算出多項式的運動學(xué)方程來描述機床運動時產(chǎn)生的不同誤差,從而對機床運動空間內(nèi)的任何坐標(biāo)上的誤差進行精準(zhǔn)補償。
使用VEC技術(shù)的*個步驟就是建立VEC機床模型。應(yīng)用機床的CAD模型,根據(jù)不同機床的特征建立運動誤差模型。根據(jù)建立的運動誤差模型,API的測量軟件會計算并提供出一個測量路徑的解決方案,并避免與機床運行過程中有可能關(guān)聯(lián)到的物體,例如固定裝置、夾具等相沖突。利用這種計算方法,可以使帶有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的機床(如帶旋轉(zhuǎn)軸的機床和6軸機床等)的測量標(biāo)定變得像標(biāo)準(zhǔn)3軸機床一樣簡單。
API測量軟件計算出的測量路徑可以避免測量過程中可能發(fā)生的部件相互碰撞的情況。而這一測量路徑是如何得出的呢?方法就是:在機床運動的空間內(nèi)隨機取200至400個參照點(見上圖),將機床在這一運行空間內(nèi)每個軸上的所有可能形成的姿態(tài)進行模擬,從而根據(jù)這一數(shù)據(jù)來計算出終的測量路徑。測量時,機床主軸會沿著預(yù)先設(shè)計好的路線進行運動,與此同時,API的T3激光跟蹤儀發(fā)射出的激光束將會始終跟蹤固定在位于機床中心點機床主軸上的API Active Target活動靶標(biāo),對機床運行的完整路線進行測量。由于測量軟件已為測量設(shè)計出了路線,所以在測量過程中絕不會發(fā)生碰撞事件,也不會因為主軸的運動遮擋了激光束而中斷測量。
實際測量中,無論機床的大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否,整個測量的過程會在1至3個小時之間。由于API的T3跟蹤儀在設(shè)計上的緊湊型、便攜性、高復(fù)合性、以及測量范圍廣的特性,在測量時,T3激光跟蹤儀既可以被安裝在機床上,也可以被安置于機床之外。而Active Target活動靶標(biāo)則被安裝固定在位于機床中心點的機床主軸上。Active Target實際上是一個機動化的SMR,其*的內(nèi)置反射鏡進行不間斷的轉(zhuǎn)動,從而可以在移動中始終鎖定T3激光跟蹤儀發(fā)射出的激光束,不會將激光束跟丟。測量時,每當(dāng)機床運行到一個新的測量點就會停頓3至4秒鐘,使機床完成休整并穩(wěn)定在其所應(yīng)到達的位置,T3激光跟蹤儀會在這一間隙對這個參照位置實施30次至100次的測量。當(dāng)計算出測量數(shù)據(jù)的平均值,便會反射信號至機床,使其移動到下一個待測位置。
整個過程需要對待測機床進行三次測量(見下圖):*次測量時應(yīng)使用一個稍長的適配桿用來固定Active Target;第二次重復(fù)*次的過程,以便核實、檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性;第三次,也就是次則應(yīng)使用一個較短的適配桿固定Active Target進行測量。這個過程不僅僅是簡單的三次測量,實際上,使用長短不同的適配桿固定Active Target進行測量,為每一個待測的參照點生成了向量。使用這種方法既可測得位置參數(shù),又可以測得方向的數(shù)據(jù)。其原因在于:每個待測的參照點與其前一個被測量的點之間都會形成一個桿狀的連接,隨著測量進程的發(fā)展,所連接的點就越多,而這樣,通過200至400個隨機參照點,就形成了點云(Point Cloud),而不是簡單的三個平面。
如下圖所示,通過這些向量(桿狀連接)可以確定機床運動空間中的每一個點,并通過上萬次的計算得到這些參照點的位置參數(shù)(X,Y,Z)以及方向參數(shù)(如:俯仰角、偏擺角、滾動角)。接下來,軟件將會根據(jù)測得的參數(shù)計算出補償值,將補償參數(shù)儲存,以便上傳至機床的控制系統(tǒng),在機床實際作業(yè)中進行空間誤差的補償。