[发明专利]基于两维阿贝误差和瞬时运动中心的机床误差建模方法

权利要求书

1.基于两维阿贝误差和瞬时运动中心的机床误差建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、分析堆栈式工作台Y轴导轨系统偏摆瞬心、俯仰瞬心、滚转瞬心；

步骤二、建立Y轴导轨系统引起的偏摆—阿贝误差、俯仰—阿贝误差、滚转—阿贝误差模型；

步骤三、分析堆栈式工作台X轴导轨系统偏摆瞬心、俯仰瞬心、滚转瞬心；

步骤四、建立X轴导轨系统引起的偏摆—阿贝误差、俯仰—阿贝误差、滚转—阿贝误差模型；

步骤五、分析Z轴导轨系统偏摆瞬心、俯仰瞬心、滚转瞬心；

步骤六、建立Z轴导轨系统引起的偏摆—阿贝误差、俯仰—阿贝误差、滚转—阿贝误差模型；

步骤七、基于热变形误差临界点理论安装光栅测量系统，建立其零点漂移误差和示值误差模型用于综合误差建模；

步骤八、考虑X轴导轨系统瞬心和Y轴导轨系统瞬心将工件运动链分为两支链；

步骤九、刀具运动链中补充Z轴导轨系统瞬心部分；

步骤十、通过上述步骤建立基于两维阿贝误差和瞬时运动中心的机床误差建模方法；

所述光栅测量系统按热变形误差临界点理论安装，建立热变形引起的零点漂移误差模型δ_ZERO和示值误差模型δ_t；

δ_ZERO＝α*L₀₁*ΔT

式中：

α为光栅尺材料热膨胀系数；

ΔT为温度变化量；

L₀₁为热变形前光栅测量系统固定螺钉距离其零位的长度；

L₀为热变形前光栅尺总长度；

L_XL、L_XR分别为热变形前光栅尺固定螺钉左右两侧上任意一点。

2.根据权利要求1所述的基于两维阿贝误差和瞬时运动中心的机床误差建模方法，其特征在于：

所述Y轴导轨系统的偏摆瞬心为O₁、俯仰瞬心为O₂、滚转瞬心为O₃；

所述Y轴导轨系统引起的加工点P的偏摆—阿贝误差为δ_O1，其表达式为：δ_O1＝(-Y_O1P*ε_O1Z，X_O1P*ε_O1Z，0)；

式中：

X_O1P为加工点P在Y轴导轨系统偏摆瞬心O₁坐标系中X方向坐标值；

Y_O1P为加工点P在Y轴导轨系统偏摆瞬心O₁坐标系中Y方向坐标值；

ε_O1Z为加工点P在XY平面内绕Y轴导轨系统偏摆瞬心O₁旋转的角度；

所述Y轴导轨系统引起的加工点P的俯仰—阿贝误差为δ_O2，其表达式为：δ_O2＝(0，-Z_O2P*ε_O2X，Y_O2P*ε_O2X)；

式中：

Y_O2P为加工点P在Y轴导轨系统俯仰瞬心O₂坐标系中Y方向坐标值；

Z_O2P为加工点P在Y轴导轨系统俯仰瞬心O₂坐标系中Z方向坐标值；

ε_O2X为加工点P在YZ平面内绕Y轴导轨系统俯仰瞬心O₂旋转的角度；

所述Y轴导轨系统引起的加工点P的滚转—阿贝误差为δ_O3，其表达式为：δ_O3＝(Z_O3P*ε_O3Y，0，-X_O3P*ε_O3Y)；

式中：

X_O3P为加工点P在Y轴导轨系统滚转瞬心O₃坐标系中X方向坐标值；

Z_O3P为加工点P在Y轴导轨系统滚转瞬心O₃坐标系中Z方向坐标值；

ε_O3Y为加工点P在XZ平面内绕Y轴导轨系统滚转瞬心O₃旋转的角度。