[发明专利]一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及系统，将测量装置激光干涉仪布置在机床上，对光调试，使得激光干涉仪处于待测量状态；录入数控系统的测量程序，使得数控系统的程序和激光干涉仪的测量参数设置一致；测量机床的定位误差，生成误差补偿参数表；测量激光干涉仪的发射光与相应传动丝杠中心轴线的距离，记录此数据为阿贝臂长；数控系统根据误差补偿参数表和阿贝误差值做叠加运算，生成补偿后的定位误差补偿值，并依据定位误差补偿值驱动伺服电机作进给运动，进行误差补偿。优点：考虑了测量过程中产生的阿贝误差，其补偿值叠加了阿贝误差作为机床的最终定位精度，大大提高了补偿精度。

技术领域

本发明涉及一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及系统，属于机床精度控制技术领域。

背景技术

数控机床加工零部件时，机床的自身精度显得尤为重要。一般来说，数控机床的不精确性有很多因素，为使得被加工零件的精度能够和机床精度相当甚至超越机床的精度，采用的方法是误差补偿的方法。

机床的定位误差是影响机床零件加工精度的关键参数，一般情况下补偿该误差的方法是通过测量机床定位误差然后将测量结果直接填入到补偿模块中进行补偿，该补偿方法在实际工程运用中能够取得一定的效果，但是补偿精度仍然有很大的提升空间。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于机床定位精度测量的阿贝误差补偿方法，将测量装置激光干涉仪布置在机床上，对光调试，使得激光干涉仪处于待测量状态，接着录入数控系统的测量程序，使得数控系统的程序和激光干涉仪的测量参数设置一致，完成预设置；

在完成预设置后，测量机床的定位误差，生成误差补偿参数表；

测量激光干涉仪的发射光与相应传动丝杠中心轴线的距离，记录此数据为阿贝臂长；

外置补偿模块根据所述阿贝臂长计算出阿贝误差值，并将计算好所对应的阿贝误差值上传到数控系统中；

数控系统根据误差补偿参数表和阿贝误差值做叠加运算，生成补偿后的定位误差补偿值，并依据定位误差补偿值驱动伺服电机作进给运动，进行误差补偿。

进一步的，所述测量机床的定位误差为：

分别测量机床三个方向的定位误差，先对光然后测量，测量时选定环境温度为测量时外界实际温度，设定起点和终点的位置、采样次数、增量、运行次数、采样停留时间等参数然后开始测量，测量完成后自动保存测量数据，此数据包含机床的各个设置点的定位误差。

进一步的，所述阿贝误差值的计算公式为：

其中，Z表示工作台面到刀尖点的值，L₀表示机床的传动丝杠的中心轴线到工作台面的距离，δ_x、δ_y分别表示工作台沿着X、Y轴移动产生的阿贝误差值，δ_z表示机床主轴箱沿着Z轴移动产生的阿贝误差值，ε_y(x)、ε_x(y)表示工作台分别沿着X、Y轴移动产生的俯仰角，ε_x(z)表示机床主轴箱沿着Z轴移动产生的俯仰角，L_z表示机床主轴箱在Z方向的阿贝臂长。

进一步的，所述叠加运算的公式为：

其中，δ_x(x)、δ_y(y)表示工作台分别沿着X、Y轴移动产生的定位误差，δ_z(z)表示主轴箱沿着Z轴移动产生的定位误差，E_x(x)、E_y(y)、E_z(z)为考虑阿贝误差后的定位误差补偿值。