[发明专利]一种数控机床直线度的补偿调整方法

说明书

本发明涉及一种数控机床直线度的补偿调整方法，通过搭建机床参数化分析模型，对机床参数化分析模型进行考虑位姿变化的多工况有限元分析，提取不同设计变量取值时结构件的关键指标响应值，拟合出变形曲线；根据变形曲线计算反变形曲线，并将反变形曲线映射于结构件原加工程序中，生成结构件补偿加工程序，按照补偿加工程序对结构件进行反变形加工，从而实现对机床结构件的直线度调整。本发明无需改变结构设计，也无需进行返修加工，一次装配即可满足机床直线度要求，进而保证机床的各项几何精度指标满足要求，机床装配效率高。

技术领域

本发明属于数控机床领域，特别涉及一种数控机床直线度的补偿调整方法。

背景技术

数控机床几何精度的好坏会直接影响到产品加工的表面粗糙度以及形状和尺寸，而机床的直线度又是影响机床各项几何精度的关键因素，合理的机床直线度能够保证机床实现高效率、高精度、可靠稳定的加工。

目前，数控机床的生产制造方式是按照设计图纸对结构件进行加工，检测合格后对机床进行装配，机床装配完毕后，结构件会因接触产生的外力而变形，从而造成机床的几何精度精度不合格，尤其是机床的直线度，将直接影响后续机床垂直度的精度调整，现阶段对于机床垂直度的调整方法往往依赖于装配过程中对机床的各轴线在不同平面内的直线度进行测量，通过测量获取的数据对关键结构件返修，最终保证机床各项垂直度满足要求，此种方法加工及装配效率低，带有一定的盲目性，且往往出现关键结构件进行反复返修的情况，缺乏返修加工指导依据，费时费力，不能满足现代机床高效、高精度、批量装配需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于反变形加工的数控机床直线度补偿调整方法，无需改变结构设计，也无需进行返修加工，一次装配即可满足机床直线度要求，进而保证机床的各项几何精度指标满足要求，机床装配效率高。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种数控机床直线度的补偿调整方法，包括：

A．搭建机床参数化分析模型，仿真分析模型在不同空间姿态下结构件的变形情况，并拟合出变形曲线；

B．根据拟合出的变形曲线计算反变形曲线；

C．将反变形曲线映射于结构件原加工程序中，生成结构件补偿加工程序；

其中，所述结构件原加工程序为按照结构件原设计图纸编辑的加工程序；

D．按照结构件补偿加工程序对结构件进行反变形加工，并按照装配要求完成装配。

进一步的，上述一种数控机床直线度的补偿调整方法，所述步骤A具体包括：

A1．通过参数化建模确定设计变量及其取值范围，搭建机床参数化分析模型；

A2．构建分析工况；

A3．对机床参数化分析模型进行考虑位姿变化的多工况有限元分析，提取不同设计变量取值时结构件的关键指标响应值，拟合出变形曲线。

进一步的，上述一种数控机床直线度的补偿调整方法，步骤A2中所述的分析工况包括仿真分析所需要的材料参数、接触关系、结构接合面等效处理、有限元单元网格、载荷以及约束。

进一步的，上述一种数控机床直线度的补偿调整方法，步骤A3所述的有限元分析包括结构静力学分析和热应力分析；所述关键指标响应值为所述结构件导轨安装面相对于分析模型全局坐标系下的变形值。

进一步的，上述一种数控机床直线度的补偿调整方法，步骤B3所述的位姿变化是通过设计变量参数化驱动移动部件模型移动至不同位置，建立不同位置的机床参数化分析模型。

进一步的，上述一种数控机床直线度的补偿调整方法，所述步骤B3具体方法为：