基于平面光栅的机床几何误差测量与辨识

来源：计算机集成制造系统杂志2020年第8期北京时间：

作者：郭世杰,梅雪松,姜歌东

单位：1.内蒙古工业大学机械工程学院2.西安交通大学机械工程学院

摘要：几何误差是影响数控机床准静态精度的重要因素,针对几何误差测量、辨识问题,提出基于平面光栅的面—线机床空间几何误差辨识方法。依据多体系统理论和齐次坐标变换方法建立了三轴数控机床21项几何误差元素与3项误差向量之间的映射关系;规划了3个相互垂直的平面内的测量路径和辨识方案,通过单轴运动和两轴联动的形式可连续测量每个平面内的5条直线,进而依次确定垂直度、俯仰和偏摆误差、定位及直线度误差、滚转误差,减少了多次安装过程中安装误差累积对测量结果的影响;通过基于面—线法的21项几何误差测量和辨识实验,并与基于激光干涉仪测量辨识结果对比显示,平面光栅测量结果与激光干涉测量结果的空间误差向量最大偏差为2.4 μm,平均偏差为0.77 μm,验证了该方法对辨识机床精度是准确、有效的。

关键词：数控机床,几何误差,面&mdash,线法,几何误差测量,误差辨识

基金资助：内蒙古自然科学基金资助项目(2019BS05008);中央引导地方科技发展计划资助项目(2020ZY0002);长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT_15R54)。