[发明专利]一种堆栈式工作台的误差补偿控制方法

权利要求书

1.一种堆栈式工作台的误差补偿控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、分析堆栈式工作台Y轴导轨偏摆角和俯仰角引起的加工点Y方向的阿贝误差并建立阿贝误差模型；

步骤二、分析堆栈式工作台的Y轴导轨角度误差对X轴导轨角度误差相关性和抵偿性的影响；

步骤三、建立X轴导轨角度误差和Y轴导轨角度误差共同作用下的加工点X方向的阿贝误差模型；

步骤四、应用上述模型对堆栈式工作台单向运动二维阿贝误差进行补偿控制；

所述Y轴导轨偏摆角引起的加工点Y方向上阿贝误差δ_py的表达式为：δ_py＝A_xtanε_yz(1)

式中A_x——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，Y轴导轨的测量点和工件加工点在X方向上的距离，可由光栅尺测得，其中，测量点位于Y轴导轨光栅尺所在的直线上；

ε_yz——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，Y轴导轨的偏摆角，是在切削环境温度变化引起的热变形误差、切削力引起的力变形误差、双导轨本身的结构误差共同作用下测得，并规定绕Z轴逆时针旋转的方向为其正方向，反之为其负方向；

所述Y轴导轨俯仰角引起的加工点Y方向上阿贝误差δ_fy的表达式为：δ_fy＝A_ztanε_yx(2)

式中A_z——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，Y轴导轨的测量点和工件加工点在Z方向上的距离，可由光栅尺测得，其中，测量点位于Y轴导轨光栅尺所在的直线上；

ε_yx——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，Y轴导轨的俯仰角，是在切削环境温度变化引起的热变形误差、切削力引 起的力变形误差、双导轨本身的结构误差共同作用下测得，并规定绕X轴逆时针旋转的方向为其正方向，反之为其负方向；

所述Y轴导轨偏摆角和俯仰角共同引起的加工点Y方向上阿贝误差δ_y为δ_py和δ_fy的矢量和，其表达式为：

δ_y＝δ_py+δ_fy＝A_xtanε_yz+A_ztanε_yx(3)

所述X轴导轨偏摆角ε_xz(x,y)为X轴导轨自身偏摆角ε_xz和Y轴导轨偏摆角ε_yz的矢量和，其表达式为：

ε_xz(x,y)＝ε_xz+ε_yz(4)

式中ε_xz——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，X轴导轨的偏摆角，是在切削环境温度变化引起的热变形误差、切削力引起的力变形误差、双导轨本身的结构误差共同作用下测得，并规定绕Z轴逆时针旋转的方向为其正方向，反之为其负方向；

所述X轴导轨俯仰角ε_xy(x,y)为X轴导轨自身俯仰角ε_xy和Y轴导轨滚转角ε_yy的矢量和，其表达式为：

ε_xy(x,y)＝ε_xy+ε_yy(5)

式中ε_xy——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，X轴导轨的俯仰角，是在切削环境温度变化引起的热变形误差、切削力引起的力变形误差、双导轨本身的结构误差共同作用下测得，并规定绕Y轴逆时针旋转的方向为其正方向，反之为其负方向；

ε_yy——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，Y轴导轨的滚转角，是在切削环境温度变化引起的热变形误差、切削力引起的力变形误差、双导轨本身的结构误差共同作用下测得，并规定绕Y轴逆时针旋转的方向为其正方向，反之为其负方向；

所述X轴导轨偏摆角引起的加工点X方向上阿贝误差δ_px的表达式为：δ_px＝B_ytanε_xz(x,y)＝B_ytan(ε_xz+ε_yz)(6)

式中B_y——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，X轴导轨的测量点和工件加工点在Y方向上的距离，可由光栅尺测得，其中，测量点位于X轴导轨光栅尺所在的直线上；

所述X轴导轨俯仰角引起的加工点X方向上阿贝误差δ_fx的表达式为：δ_fx＝B_ztanε_xy(x,y)＝B_ztan(ε_xy+ε_yy)(7)

式中B_z——工件加工点的理想坐标为(x，y，z)时，X轴导轨的测量点和工件加工点在Z方向上的距离，可由光栅尺测得，其中，测量点位于X轴导轨光栅尺所在的直线上；

所述X轴导轨偏摆角和俯仰角共同引起的加工点X方向上阿贝误差δ_x为δ_px和δ_fx的矢量和，其表达式为：

δ_x＝δ_px+δ_fx＝B_ytan(ε_xz+ε_yz)+B_ztan(ε_xy+ε_yy)(8)。