機床商務(wù)網(wǎng)技術(shù)文章
大型五軸龍門誤差補償
閱讀：249 發(fā)布時間：2020-8-12小型機械零件可互換的概念在19世紀即已成為現(xiàn)實（主要是通過更嚴格地控制尺寸公差）。現(xiàn)在的任務(wù)則是要生產(chǎn)具有互換性的大型整體零件和復雜形狀零件（如航空零件），并減少將這些零件對準和組裝為部件的勞動密集型（因此也是非常昂貴的）工序。
機床制造商MAG美國公司的開發(fā)經(jīng)理Jim Dallam說，“沿著直線軸在很短的距離內(nèi)保持嚴格的尺寸公差并不難做到，但要在幾米的空間范圍內(nèi)沿著任意輪廓線和方向保證尺寸精度則要困難得多。"他指出，雖然大型整體零件在規(guī)定的尺寸公差范圍內(nèi)具有互換性，但這種公差往往太大，以至它們很難真正實現(xiàn)可互換（即具有完美的一致性）。
為了在具有1立方米或更大加工范圍的大型5軸機床加工中克服這種困難，MAG公司推出了一種空間誤差補償（VEC）系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠同時對機床所有運動軸的綜合路徑和位置誤差進行快速分析與修正。這種空間誤差補償方法可將確定誤差補償所需要的時間從幾天縮短到幾小時。
VEC系統(tǒng)及方法是由一個政府/行業(yè)聯(lián)合體開發(fā)和驗證的，并以由波音公司研發(fā)部門的Philip Freeman開發(fā)的算法為基礎(chǔ)。VEC系統(tǒng)可作為MAG新機床的一種可選配置提供，并可通過MAG公司的技術(shù)服務(wù)部門，用VEC系統(tǒng)對老式機床進行現(xiàn)場升級改造。
Dallam解釋說，VEC系統(tǒng)采用一臺T3激光跟蹤儀、一個活動靶鏡和由自動精密公司（Automated Precision Inc.）開發(fā)的測量軟件（VEC測量方法也由該公司提供）來修正幾何形狀誤差。激光跟蹤儀發(fā)出的激光束射到安裝在機床主軸上的活動靶鏡（反射鏡）上，反射鏡再將激光束反射回光源。數(shù)控程序?qū)Ψ瓷溏R進行定位，生成200個點的點云，它代表了在機床工作范圍內(nèi)的一系列5軸“位姿"（指令位置）。
Dallam說，“激光跟蹤儀和活動靶鏡始終鎖定激光束，因此，當機床運動并在一個位置停下時，激光跟蹤儀就知道靶鏡在真實空間中的位置，機床也知道它在指令空間中的位置。"經(jīng)過3次運行后，軟件就能建立所需空間補償量的模型（多項式聯(lián)立方程組）。在路徑移動時，機床控制系統(tǒng)的編譯循環(huán)功能對這些方程組進行實時處理，從而可在很大程度上提高機床加工精度。
據(jù)波音公司介紹，在一些大型計劃（如F-18戰(zhàn)斗機和波音700型系列飛機的生產(chǎn)）中，這種空間誤差補償系統(tǒng)通過顯著降低組裝和裝配成本，每年可望節(jié)省1億美元。