数控机床精度动态评估技术研究.pdf

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1、第9期组合机床与自动化加工技术NO．92012年9月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueSep．2012文章编号：1001—2265(2012)09—0109—04数控机床精度动态评估技术研究水刘庆杰，高宏力，张永胜(西南交通大学机械工程学院，成都610031)摘要：加工制造业中主要利用激光干涉仪和球杆仪检测机床各项误差，在对数控机床运动模型及各项误差深入研究的基础上，提出了一种基于多传感器信息融合的精度动态评估技术。将传感器安装于机床关键部位，采集其振动、电流信号并进行数据处理，提取与精度变化相关的特征，建立信号与精度间的映射

2、模型，通过对机床各关键部位的信号监测，可以实现机床精度的动态评估。实验结果表明，机床精度变化与信号特征有明显的对应关系，具有研究价值。关键词：精度评估；数控机床；多传感器；信息融合中图分类号：TH161；TP274文献标识码：AResearchofNCMachineAccuracyDynamicEstimationTechnologyLIUQing—Jie，GAOHong-Li，ZHANGYong—Sheng(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu61003l，China)Abstract：Using

3、laserinterferometerandballbartotesttheaccuracyofNumericalControlmachineinma—chiningandmanufacturingindustry，basedontheresearchofmachinemovingmodelanderrormodel，anaccuracytestingtechnologybasedonmulti—sensordatafusiontechnologywasproposed．Thesensorswerefixedonthekeypartsofmachine，acquiringandprocess

4、ingthevibrationandcurrentdata，andextractedthecharacteristicswhichconcerntheaccuracychanging，buildingthemodelofrelationbetweendataandac—curacy，andattheend，realizedtheaccuracydynamicestimationbytestingthedataofsensors．Theresultshowed，theaccuracychangingconcemsthedata’Scharacteristics，anditwaswithindu

5、strialprospects．Keywords：accuracyestimation；NumericalControlmachine；multi—sensor；datafusion态评估技术，将加速度传感器、电流传感器安装于机床0引言关键部位，采集机床加工过程中振动、电流信号，对信五轴数控加工中心在加工制造业中应用十分广号进行处理提取与机床精度相关的特征值，建立信号与泛，主要用于加工复杂几何形状零件及复杂曲面零机床精度间的映射模型，实现机床精度实时在线检测。件。国内外学者对数控机床精度检测进行了深入的研究，w．T．Lei。分析了五轴数控加工中心的直线l机床运动及误差模型运动轴和旋转运动轴的

6、组合运动，应用3D探针、球五轴数控加工中心用于加工复杂几何形状和高杆仪动态检测，能够辨识机床直线运动轴和旋转运尺寸精度的机械零部件，其加工生产率和加工质量动轴之间的动态误差。张宏韬提出了一种沿体对远远高于三轴数控机床，图1所示为五轴数控加工角线的机床空间几何误差的激光矢量测量方法，比中心结构图，X／Y／Z三个直线运动轴及A／C两个旋传统的误差检测方法速度快、效率高。沈金华研转轴组合运动可形成复杂的加工轨迹。究了一种基于数控机床外部坐标系偏移功能，可以加工过程中机床加工精度由机床上的刀具与工对数控机床热误差和定位误差等进行实时补偿的装件间的相对位移决定，刀具与工件间的关用误差综置。姚雨良。。介

7、绍了一种可用于测量机床空间圆运合模型来描述。空间一点P分别在两坐标系k和Z动轨迹误差的测量仪器。任永强分析了机床运动中的齐次坐标P和P间关系可用来描述：副的误差运动学原理，利用齐次坐标变换建立了五P=TPf(1)轴加工中心误差综合数学模型。滕福林从插补控制器着手研究跟踪误差的预测补偿控制。本文提出了一种基于多传感器信息融合的精度动收稿日期：2012—02—23；修回日期：2012—03—09基金项目：国家科技