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伯特利數(shù)控 加工中心 鉆攻中心

前言：

目前，在加工中心精度檢驗(yàn)與驗(yàn)收中，不僅要用雙頻激光干涉儀檢測加工中心各運(yùn)動軸的定位精度，還要求加工中心加工標(biāo)準(zhǔn)樣件達(dá)到規(guī)定的精度要求。目前較為廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)樣件有“s”形零件、“錐臺體”零件和“圓形一菱形一方形”零件，這些樣件都需要用到加工中心多軸聯(lián)動的功能，因此這些樣件的加工缺陷也是加工中心多個誤差因素綜合作用的結(jié)果。加工中心的誤差源眾多，以本文研究的復(fù)合CNC加工中心為例，每個運(yùn)動軸都有6項(xiàng)運(yùn)動誤差，共30項(xiàng)運(yùn)動誤差，且兩軸之間還存在不垂直度誤差，因此共有37項(xiàng)誤差參數(shù)。如何在眾多的誤差影響因素中，通過檢測加工樣件來逆向追蹤尋找引起加工缺陷的主要影響因素是一個非常有理論意義和實(shí)用價值的研究課題。對于不可直接測量的誤差源，一般首先用伩器測量出與所要辨識的誤差成分相關(guān)聯(lián)的中間量，然后通過精確、有效的誤差辨識數(shù)學(xué)模型估計出影響加工精度的誤差成分，因此誤差辨識要求測量出的中間量具有對誤差原因的可溯性。美國的勞倫斯利物莫國家實(shí)驗(yàn)室、普渡大學(xué)和國家*等，日本的京都大學(xué)、防衛(wèi)大學(xué)和九州大學(xué)等，英國的國家物理實(shí)驗(yàn)所、克蘭菲爾德大學(xué)和曼徹斯特大學(xué)等以及其他一些國家和地區(qū)對新型檢測儀器研制和誤差溯源理論研究都相繼作了有力度的投入，并取得了卓有成效的研究成果[U2]。HONG[3]等從標(biāo)準(zhǔn)試棒-微位移傳感器-編碼器法檢測出發(fā)成功地溯源到各個單項(xiàng)運(yùn)動誤差。KIM等[4]采用白光干涉測頭設(shè)計了超精密三維測量系統(tǒng)。JUNGn等用接觸式測頭對加工中心各坐標(biāo)方向進(jìn)行在線測量。GAO等[6]用光電自準(zhǔn)直儀檢測主軸偏角誤差，用電容位移測頭測出了主軸軸向跳動誤差，用直尺和電容位移測頭結(jié)合檢測出了導(dǎo)軌直線度誤差。GAO等[7]利用便攜式主導(dǎo)軸和電容測頭對納米級的主軸徑向和軸向跳動誤差進(jìn)行了檢測。一些學(xué)者[8_11]利用激光干涉儀根據(jù)精密球的反射對加工中心各項(xiàng)部件誤差進(jìn)行檢測，用聚光鏡對激光光速進(jìn)行集中，后根據(jù)檢測誤差結(jié)果利用軟件進(jìn)行了誤差補(bǔ)償，這種方法使高精度加工費(fèi)用降低。按照一定的加工條件對工件表面進(jìn)行加工，再通過直接檢測工件表面的形貌特征來追溯誤差，這種表面評價方法可以快捷并得到令人滿意的溯源結(jié)果。對于加工工件的檢測，用的比較多的是輪廓儀和干涉儀[12-14]。

本文根據(jù)“S”形樣件曲面數(shù)學(xué)模型，將曲面上各個點(diǎn)沿曲面法線方向投影，逆向推導(dǎo)“S”形樣件缺陷曲面對應(yīng)復(fù)合CNC加工中心刀具中心的實(shí)際位置，求解實(shí)際加工曲面到加工中心的映射關(guān)系。基于多體系統(tǒng)誤差分析理論來建立復(fù)合CNC加工中心加工缺陷生成模型，利用刀具中心位置點(diǎn)和刀具方向矢量疊加的方法從加工中心角度來求解曲面上任意位置點(diǎn)的表達(dá)式，進(jìn)而推導(dǎo)曲面上各個加工點(diǎn)對應(yīng)誤差的表達(dá)式。基于復(fù)合加工中心實(shí)際加工的“S”形加工樣件，

建立影響曲面精度的誤差參數(shù)敏感度和影響分析模型，提出關(guān)鍵誤差參數(shù)逆向追蹤分析方法，計算各項(xiàng)參數(shù)產(chǎn)生的誤差占總體誤差的比例，從而實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵誤差參數(shù)的辨識，查找對加工缺陷影響較大的誤差參數(shù)。