工作精度是衡量機床性能的重要指標擅羞。雖然通過試件切削實驗檢驗數(shù)控機床工作精度已有嚴格的標準，但是適用于虛擬軸數(shù)控機床工作精度檢驗的試切法尚處于探索階段。本文分析了傳統(tǒng)數(shù)控機床工作精度檢驗標準雄防，根據(jù)虛擬軸數(shù)控機床與其的本質區(qū)別，擬訂了新型虛擬軸數(shù)控機床定姿態(tài)工作精度檢驗方案暑懊，并對變姿態(tài)工作精度檢驗提出了建議康局，供相關研究人員參考。 
　
    傳統(tǒng)數(shù)控機床按照笛卡兒坐標體系設計蜒金，屬串聯(lián)相接蟆盐、層疊嵌套的懸臂結構，各傳動鏈之間誤差作用是累積的遭殉。虛擬軸數(shù)控機床（又被稱為并聯(lián)機床石挂，六條腿機床，虛擬軸機床或新型敏捷制造加工中心）是機床家族的新成員险污，它拋棄了傳統(tǒng)的固定導軌刀具導向方式痹愚，采用了六自由度并聯(lián)機構（Stewart 平臺）為其結構主體，因而理論上可以加工任意復雜曲面零件（如葉輪罗心、模具等）里伯。另外，這種新型機床各伸縮桿的運動效果耦合渤闷，具有精度高的潛在優(yōu)勢疾瓮。

    機床精度檢驗通常包括幾何精度、位置精度和工作精度檢驗飒箭。目前狼电，尚未見到ISO組織或某國針對虛擬軸數(shù)控機床精度檢驗制訂的標準。本文參照傳統(tǒng)數(shù)控機床精度檢驗的內容弦蹂，并結合虛擬軸數(shù)控機床的特點哥钉，擬訂了其工作精度檢驗方案。

1 傳統(tǒng)數(shù)控機床工作精度的檢驗

    圍繞傳統(tǒng)數(shù)控機床工作精度的檢驗瀑红，美國NAS979（國家航宇標準）制訂了“圓形—菱形—方形”試件切削實驗（簡稱試切法）標準峦铲，我國也有類似的標準。

    試切法通過四種方式分別檢驗機床沿X坐標的直線度:X贼扩、Y筑轻、Z坐標相互之間的垂直度：數(shù)控插補的直線度、圓度以及X-Y平面上孔的位置精度等項目璧酣。另外具雹，此法根據(jù)數(shù)控機床各坐標的行程范圍滥庭，確定切削試件的相應尺寸。這樣規(guī)定是因為傳統(tǒng)機床各坐標的誤差與行程之間為線性映射衔系，因而利用小尺寸試件檢驗大行程的工作精度具有合理性胞讯。

    利用試切法檢測機床工作精度，對試件精度檢驗實驗條件要求高砾褂，實驗周期較長炸涝，且因大多數(shù)切削運動沿X-Y平面進行，并未評價X-Z刹碾、Y-Z平面的精度燥撞，故無法評估傳統(tǒng)數(shù)控機床的所有性能。最新的國際機床檢驗標準推薦用球桿儀檢驗法取代NAS 979試切法迷帜，對機床工作精度進行迅速而有效的檢測。

2 虛擬軸數(shù)控機床工作精度檢驗方案的制訂

    虛擬軸數(shù)控機床與傳統(tǒng)數(shù)控機床的區(qū)別在于其加工誤差是各伸縮桿長度誤差以及鉸鏈中心位置誤差的復雜非線性映射色洞，因此戏锹，需要擬訂適當?shù)墓ぷ骶葯z驗方案。盡管在傳統(tǒng)數(shù)控機床工作精度檢驗中火诸，球桿儀檢測法更多地取代試切法锦针，但由于隨球桿儀提供的誤差診斷軟件目前無法直接用于虛擬軸數(shù)控機床工作精度檢驗，因而試切法成為這里的首選方法置蜀。

制定方案的理論依據(jù)

    虛擬軸數(shù)控機床的機構模型奈搜，其誤差表達式為Li=li·?ai-li·?oo1-li·（R＇Bi）-li·（R?Bi）

    式中Li為各伸縮桿的桿長矢量，其對應的誤差為?Li;li=Li/Li：?ai為靜平臺鉸鏈點絕對誤差：?oo1為動盯荤、靜坐標系原點間距離誤差：R為任意時刻動馋吗、靜坐標系間姿態(tài)變換矩陣，當動平臺姿態(tài)不變時秋秤，R=E（單位矩陣）福咙，R＇為R對應的誤差：Bi是動平臺鉸鏈點相對坐標，?Bi為其對應的誤差纷辈。

    從上式可知秋孕，由于虛擬軸數(shù)控機床刀具位姿誤差與伸縮桿長度誤差存在非線性映射關系，小尺寸試件的精度不能準確反映大尺寸工作空間的工作精度膛躁，因而需選擇與機床工作空間范圍尺寸相當?shù)脑嚰M行切削绞胡，以評價其工作精度。

定姿態(tài)工作精度檢驗

    虛擬軸數(shù)控機床做定姿態(tài)運動時赢虚，描述動平臺位姿的變量中只有三個位置變量隨刀具軌跡變化覆逊，而姿態(tài)角始終不變。表2為虛擬軸數(shù)控機床在工作空間?300mm×300mm 時定姿態(tài)工作精度檢驗方案剧么。

變姿態(tài)工作精度檢驗

    虛擬軸數(shù)控機床做變姿態(tài)運動時涵蔓，動平臺姿態(tài)角隨刀具軌跡連續(xù)變化沧蛉。這使得機床工作空間范圍同定姿態(tài)時相比大大改變，并且姿態(tài)角變化越大滋遗，機床可達工作空間越小蟀思。隨之而來的問題是:用試切法進行機床變姿態(tài)工作精度檢驗時，如何確定試切工件的尺寸以及檢測手段溉跃。文獻JB/T 17421.2-2000《機床檢驗通則——第2部分:數(shù)控軸線定位精度和重復定位精度的確定》特別制訂了供貨方/制造廠和用戶之間就傳統(tǒng)數(shù)控機床精度檢驗的協(xié)商要點村刨。筆者建議，根據(jù)其原則撰茎，由有關各方協(xié)商擬訂變軸數(shù)控機床變姿態(tài)工作精度檢驗條款嵌牺，作為此類機床工作精度檢驗的部分內容。

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