為進(jìn)一步縮小大型機(jī)床殊储，尤其是5軸、6軸機(jī)床胳雁，工作時(shí)的公差范圍瘤慕，提升其加工精度，美國(guó)國(guó)家制造科學(xué)中心（NCMS旧育，National Center of Manufacturing Science）組織了一次名為大型機(jī)床空間精度研究（VALMT捞勿，Volumetric Accuracy for Large Machine Tools）的大規(guī)模聯(lián)合行動(dòng)。此次聯(lián)合行動(dòng)邀請(qǐng)了包括美國(guó)自動(dòng)精密工程公司（API）路揖、波音公司（Boeing）私周、西門(mén)子（Siemens）、辛辛那提（Mag Cincinnati）等眾多行業(yè)精英企業(yè)參加斋射。大型機(jī)床空間誤差補(bǔ)償技術(shù)（VEC育勺，Volumetric Error Compensation）由此誕生。

　　空間誤差補(bǔ)償技術(shù)（VEC）使用API自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的T3激光跟蹤儀（T3 Laser Tracker）與同樣是API專利產(chǎn)品的Active Target高性能傳感器相配合罗岖，在有效時(shí)間內(nèi)對(duì)大型機(jī)床進(jìn)行精確測(cè)量涧至。在經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)試、安裝后桑包，使用T3激光跟蹤儀對(duì)大型機(jī)床的運(yùn)動(dòng)空間進(jìn)行持續(xù)不間斷的跟蹤測(cè)量南蓬，以得到機(jī)床操作過(guò)程中自始至終的運(yùn)行數(shù)據(jù)⊙屏耍空間誤差補(bǔ)償技術(shù)測(cè)量的特點(diǎn)在于：測(cè)量是在一個(gè)整體坐標(biāo)系中完成的赘方，而不是像普通測(cè)量那樣需要分別測(cè)量不同的坐標(biāo)軸，由此便可以記錄到與機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)最吻合弱左、最精確的數(shù)據(jù)窄陡。接下來(lái)，將這些數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)拆火，使用軟件工具對(duì)機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)路徑進(jìn)行模擬跳夭，以圖片的形式反映空間誤差，并生成補(bǔ)償數(shù)據(jù)列表叶奈、核實(shí)空間補(bǔ)償數(shù)值湃儒，最后直接將處理后的數(shù)據(jù)反饋于控制系統(tǒng)。

　　由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的5軸、6軸機(jī)床通常會(huì)產(chǎn)生40至50個(gè)誤差參數(shù)克蝶，以至于使用傳統(tǒng)的21項(xiàng)誤差機(jī)床檢測(cè)法無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型機(jī)床進(jìn)行全面的誤差檢測(cè)僻携。而相比于傳統(tǒng)的機(jī)床誤差檢測(cè)方法，VEC技術(shù)對(duì)機(jī)床運(yùn)行空間的測(cè)量更具持續(xù)性搔肉，從而能夠檢測(cè)出機(jī)床工作時(shí)所產(chǎn)生的全部誤差參數(shù)疹返。實(shí)驗(yàn)表明，使用VEC方法進(jìn)行檢測(cè)蓉止、校準(zhǔn)后的機(jī)床精度較傳統(tǒng)檢測(cè)方法校準(zhǔn)的機(jī)床高出了至少4倍律跺。

前言

　　長(zhǎng)期以來(lái)，一個(gè)普遍的問(wèn)題一直困擾著使用大型機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)溶绢、加工的企業(yè)侦镜，那就是：企業(yè)所購(gòu)買(mǎi)的價(jià)格不菲的高精度大型機(jī)床在生產(chǎn)加工過(guò)程中總會(huì)產(chǎn)生大大小小的誤差，使其加工出的產(chǎn)品達(dá)不到精度要求劫扶。而造成誤差的原因通常是多樣性的：滾珠絲杠及齒輪的磨損翠霍、金屬疲勞、甚至機(jī)床本身設(shè)計(jì)或安裝時(shí)所造成的缺陷等等因素都會(huì)使機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生誤差蠢莺。

　　使用空間誤差補(bǔ)償?shù)姆椒▽?duì)大型機(jī)床工作時(shí)產(chǎn)生的誤差進(jìn)行修正已經(jīng)在理論上被證實(shí)為是減小機(jī)床定位誤差的有效方法寒匙。使用這種方法可以通過(guò)生成機(jī)床整個(gè)工作過(guò)程的誤差參數(shù)來(lái)全面了解機(jī)床工作時(shí)在精度上的偏差，從而生成補(bǔ)償參數(shù)躏将，并將補(bǔ)償參數(shù)輸入機(jī)床控制系統(tǒng)從而對(duì)機(jī)床現(xiàn)有的定位誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)糾正锄弱。而現(xiàn)代大型機(jī)床也在技術(shù)上支持這種空間誤差補(bǔ)償?shù)牟僮鞣椒ā?/p>

　　但為什么這種修正機(jī)床定位誤差的方法沒(méi)有得到普及呢？其原因是多方面的：首先祸憋，這種方法的應(yīng)用需要有許多專業(yè)儀器的配合会宪；其次，在擁有專業(yè)儀器的同時(shí)蚯窥，專業(yè)的知識(shí)以及專業(yè)的技術(shù)人員也是所必須的掸鹅。這些硬件上的要求，無(wú)疑都增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本拦赠，而讓更多企業(yè)所無(wú)法接受的是河劝，這種空間誤差補(bǔ)償?shù)姆椒O其消耗時(shí)間。在制造行業(yè)矛紫，大幅度的消耗時(shí)間就等于大幅度降低了企業(yè)的生產(chǎn)力。不少企業(yè)基于以上原因燕紊，對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)施望而卻步塌或。

傳統(tǒng)的機(jī)床校準(zhǔn)與補(bǔ)償方法

　　21項(xiàng)誤差補(bǔ)償法是被公認(rèn)的傳統(tǒng)的機(jī)床校準(zhǔn)方法。以結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單的普通3軸機(jī)床為例荔寞，這種方法需要使用激光干涉儀對(duì)機(jī)床的每個(gè)軸（X缚形，Y，Z）分別進(jìn)行測(cè)量。而在進(jìn)行這些測(cè)量之前甜脖，需要對(duì)測(cè)試儀器做大量的安裝調(diào)試工作轰窥，以便使干涉儀的激光束與機(jī)床相吻合，且對(duì)于每個(gè)軸的測(cè)量廊畔，都需要重新調(diào)整激光干涉儀的位置影其，并運(yùn)行各自的測(cè)量步驟。如此贬奢，便耗費(fèi)了大量的時(shí)間乍厉，使機(jī)床閑置，導(dǎo)致生產(chǎn)力的下降悦追。而且由于激光干涉儀工作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)凹蜈，還要將熱漂移的因素考慮在內(nèi)。

　　每一個(gè)線性軸都會(huì)產(chǎn)生6個(gè)誤差參數(shù)（即：線性定位誤差忍啸、水平直線度誤差仰坦、垂直直線度誤差、俯仰角计雌、偏擺角悄晃、滾動(dòng)角）。通常來(lái)講白粉，為確保測(cè)量的精度及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性传泊，需要對(duì)每個(gè)線性軸上的6個(gè)可能發(fā)生的誤差參數(shù)各進(jìn)行2次測(cè)量。從而鸭巴，至少要進(jìn)行36次測(cè)量眷细，才可以收集到18個(gè)誤差參數(shù)；再加上三個(gè)軸兩兩之間（X到Y(jié)鹃祖，Y到Z溪椎，Z到X）的垂直度，就可以得到21項(xiàng)誤差參數(shù)恬口。接下來(lái)校读，根據(jù)收集到的誤差參數(shù)就可以分別確定對(duì)于各個(gè)軸的補(bǔ)償參數(shù)。完成這一過(guò)程裂蝉，通常需要進(jìn)行幾天甚至是幾個(gè)星期的測(cè)量绳练，而測(cè)量期間內(nèi)由于天氣的不同以及晝夜溫差導(dǎo)致的溫度變化也會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果有較大影響。

　　如果在測(cè)量中使用API最高配置的XD6型激光干涉儀虑庇，便可以在一次測(cè)量中得到一條線性軸上的6個(gè)誤差參數(shù)枫昏。在同樣測(cè)量3軸機(jī)床的情況下，便將通常需進(jìn)行的36次測(cè)量減少到了6次光丢，從而大幅度的縮減了測(cè)量時(shí)間旋蝎。然而冶习，即便使用XD6型激光干涉儀進(jìn)行測(cè)量，仍然不能在不安裝輔助儀器的情況下對(duì)垂直軸的滾動(dòng)角進(jìn)行測(cè)量孕序。此外琐幔，在測(cè)量結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的5軸、6軸機(jī)床時(shí)递市，熱漂移現(xiàn)象仍會(huì)帶來(lái)不可忽視的影響为稽。

　　通常情況下，可以使用如下公式來(lái)計(jì)算應(yīng)測(cè)量的待測(cè)機(jī)床的誤差參數(shù)的數(shù)量：

　　應(yīng)測(cè)誤差參數(shù)數(shù)量＝6×機(jī)床線性軸的數(shù)量＋4×旋轉(zhuǎn)軸的數(shù)量＋2×平行軸的數(shù)量＋刀具自由度（DOF）－6工件自由度

　　以普通的Cartesian 3軸機(jī)床為例仙蛉，應(yīng)測(cè)誤差參數(shù)的數(shù)量計(jì)算如下：

　　6×3＋4×0＋2×3＋3－6＝21項(xiàng)應(yīng)測(cè)誤差參數(shù)

　　如此笋敞，傳統(tǒng)的21項(xiàng)誤差補(bǔ)償法的缺陷就顯露出來(lái)，即：使用21項(xiàng)誤差補(bǔ)償法無(wú)法對(duì)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的5軸荠瘪、6軸機(jī)床進(jìn)行測(cè)量和誤差的補(bǔ)償夯巷。

　　依如上公式所示，一個(gè)典型的帶雙旋轉(zhuǎn)軸的5軸機(jī)床的應(yīng)測(cè)誤差參數(shù)數(shù)量應(yīng)為：

　　6×5＋4×2＋2×3＋5－6＝43應(yīng)測(cè)誤差參數(shù)

　　由此可見(jiàn)：傳統(tǒng)的21項(xiàng)誤差補(bǔ)償法已無(wú)法滿足大型5軸哀墓、6軸機(jī)床的空間誤差補(bǔ)償要求趁餐。如何對(duì)大型5軸、6軸機(jī)床進(jìn)行精準(zhǔn)空間誤差補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題亟待解決篮绰。

VALMT聯(lián)合行動(dòng)

　　美國(guó)國(guó)家制造科學(xué)中心（NCMS后雷，National Center of Manufacturing Science）組織的大型機(jī)床空間精度研究（VALMT，Volumetric Accuracy for Large Machine Tools）聯(lián)合行動(dòng)意在于創(chuàng)造一種新的實(shí)用方法解決5軸吠各、6軸大型機(jī)床精準(zhǔn)空間誤差補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題臀突。行動(dòng)組的成員美國(guó)自動(dòng)精密工程公司（API）、波音公司（Boeing）贾漏、西門(mén)子（Siemens）候学、辛辛那提（Mag Cincinnati）聯(lián)合開(kāi)發(fā)了一種新型的具有革命性的大型機(jī)床標(biāo)定的方法，即空間誤差補(bǔ)償技術(shù)（VEC）键腹。這種革命性的創(chuàng)新方法已經(jīng)分別在美國(guó)華納羅賓斯空軍后勤中心（Warner Robins Air Logistics Center）呕摹、美國(guó)海軍螺旋槳鑄造中心（Naval Foundry & Propeller Center）、美國(guó)東部艦隊(duì)總裝備部（Fleer Readiness Center East）和美國(guó)安尼斯頓陸軍軍械庫(kù)（Anniston Army Depot）進(jìn)行了實(shí)地檢測(cè)與操作溪客、應(yīng)用二搀，被認(rèn)定為是一種快速有效的替代傳統(tǒng)21項(xiàng)誤差補(bǔ)償法的機(jī)床標(biāo)定的新型實(shí)用方法。

　　空間誤差補(bǔ)償技術(shù)（VEC）的使用較其他機(jī)床標(biāo)定方法更為簡(jiǎn)單且精確度更高肢箕。由于VEC技術(shù)的測(cè)量是在一個(gè)整體的坐標(biāo)系中完成诸恤，而不是像其他技術(shù)那樣要分別對(duì)機(jī)床的每一個(gè)軸進(jìn)行測(cè)量，所以只需一次安裝檢測(cè)儀器牲支，便可以對(duì)從較為簡(jiǎn)單的3軸機(jī)床到結(jié)構(gòu)復(fù)雜的6軸機(jī)床進(jìn)行精確的測(cè)量峦仲；且激光跟蹤儀對(duì)機(jī)床運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程進(jìn)行跟蹤測(cè)量，所以測(cè)量所得結(jié)果與機(jī)床實(shí)際運(yùn)動(dòng)軌跡完全吻合哪趟，從而達(dá)到極高的測(cè)量精度质瘸。使用VEC技術(shù)在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)就可以完成對(duì)6軸大型機(jī)床的測(cè)量，較傳統(tǒng)方法大幅減少了時(shí)間纹怨，從而解決了大型機(jī)床標(biāo)定過(guò)程時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題磨爪。而且這樣還能將熱漂移對(duì)測(cè)量精度的影響降到極低。

　　配合軟件自動(dòng)計(jì)算出誤差補(bǔ)償值善绎，進(jìn)行核實(shí)后上載到機(jī)床控制器黔漂，從而對(duì)機(jī)床進(jìn)行實(shí)時(shí)誤差補(bǔ)償。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明禀酱，使用VEC空間誤差補(bǔ)償?shù)姆椒ㄐ?zhǔn)過(guò)的機(jī)床比一般方法校準(zhǔn)的機(jī)床精度高出4倍以上炬守。

VEC技術(shù)詳解

　　空間誤差補(bǔ)償技術(shù)（VEC）的數(shù)據(jù)計(jì)算方式是基于切比雪夫多項(xiàng)式（Chebyshev Polynomials）演變而來(lái)。API獨(dú)有的測(cè)量軟件計(jì)算出多項(xiàng)式的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程來(lái)描述機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的不同誤差剂跟，從而對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)空間內(nèi)的任何坐標(biāo)上的誤差進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)償减途。

　　使用VEC技術(shù)的第一個(gè)步驟就是建立VEC機(jī)床模型。應(yīng)用機(jī)床的CAD模型曹洽，根據(jù)不同機(jī)床的特征建立運(yùn)動(dòng)誤差模型鳍置。根據(jù)建立的運(yùn)動(dòng)誤差模型，API的測(cè)量軟件會(huì)計(jì)算并提供出一個(gè)測(cè)量路徑的最佳解決方案送淆，并避免與機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中有可能關(guān)聯(lián)到的物體税产，例如固定裝置、夾具等相沖突偷崩。利用這種計(jì)算方法辟拷，可以使帶有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的機(jī)床（如帶旋轉(zhuǎn)軸的機(jī)床和6軸機(jī)床等）的測(cè)量標(biāo)定變得像標(biāo)準(zhǔn)3軸機(jī)床一樣簡(jiǎn)單。

　　API測(cè)量軟件計(jì)算出的測(cè)量路徑可以避免測(cè)量過(guò)程中可能發(fā)生的部件相互碰撞的情況欣挠。而這一測(cè)量路徑是如何得出的呢卒亩？方法就是：在機(jī)床運(yùn)動(dòng)的空間內(nèi)隨機(jī)取200至400個(gè)參照點(diǎn)（見(jiàn)上圖），將機(jī)床在這一運(yùn)行空間內(nèi)每個(gè)軸上的所有可能形成的姿態(tài)進(jìn)行模擬保懈，從而根據(jù)這一數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算出最終的測(cè)量路徑答艘。測(cè)量時(shí)，機(jī)床主軸會(huì)沿著預(yù)先設(shè)計(jì)好的路線進(jìn)行運(yùn)動(dòng)锉辫，與此同時(shí)息体，API的T3激光跟蹤儀發(fā)射出的激光束將會(huì)始終跟蹤固定在位于機(jī)床中心點(diǎn)機(jī)床主軸上的API Active Target活動(dòng)靶標(biāo)，對(duì)機(jī)床運(yùn)行的完整路線進(jìn)行測(cè)量瑰兄。由于測(cè)量軟件已為測(cè)量設(shè)計(jì)出了最佳路線狗悔，所以在測(cè)量過(guò)程中絕不會(huì)發(fā)生碰撞事件，也不會(huì)因?yàn)橹鬏S的運(yùn)動(dòng)遮擋了激光束而中斷測(cè)量锤距。

　　實(shí)際測(cè)量中巡软，無(wú)論機(jī)床的大小和結(jié)構(gòu)復(fù)雜與否，整個(gè)測(cè)量的過(guò)程會(huì)在1至3個(gè)小時(shí)之間脸夜。由于API的T3跟蹤儀在設(shè)計(jì)上的緊湊型菌劲、便攜性干跛、高復(fù)合性、以及測(cè)量范圍極廣的特性祟绊，在測(cè)量時(shí)楼入，T3激光跟蹤儀既可以被安裝在機(jī)床上，也可以被安置于機(jī)床之外牧抽。而Active Target活動(dòng)靶標(biāo)則被安裝固定在位于機(jī)床中心點(diǎn)的機(jī)床主軸上嘉熊。Active Target實(shí)際上是一個(gè)機(jī)動(dòng)化的SMR，其特有的內(nèi)置反射鏡進(jìn)行不間斷的轉(zhuǎn)動(dòng)扬舒，從而可以在移動(dòng)中始終鎖定T3激光跟蹤儀發(fā)射出的激光束阐肤，不會(huì)將激光束跟丟。測(cè)量時(shí)讲坎，每當(dāng)機(jī)床運(yùn)行到一個(gè)新的測(cè)量點(diǎn)就會(huì)停頓3至4秒鐘孕惜，使機(jī)床完成休整并穩(wěn)定在其所應(yīng)到達(dá)的位置，T3激光跟蹤儀會(huì)在這一間隙對(duì)這個(gè)參照位置實(shí)施30次至100次的測(cè)量衣赶。當(dāng)計(jì)算出測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值诊赊，便會(huì)反射信號(hào)至機(jī)床，使其移動(dòng)到下一個(gè)待測(cè)位置府瞄。

　　整個(gè)過(guò)程需要對(duì)待測(cè)機(jī)床進(jìn)行三次測(cè)量（見(jiàn)下圖）：第一次測(cè)量時(shí)應(yīng)使用一個(gè)稍長(zhǎng)的適配桿用來(lái)固定Active Target楚餐；第二次重復(fù)第一次的過(guò)程，以便核實(shí)蹂孽、檢查數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性撇扯；第三次，也就是最后一次則應(yīng)使用一個(gè)較短的適配桿固定Active Target進(jìn)行測(cè)量酸穗。這個(gè)過(guò)程不僅僅是簡(jiǎn)單的三次測(cè)量见撵，實(shí)際上，使用長(zhǎng)短不同的適配桿固定Active Target進(jìn)行測(cè)量方蜡，為每一個(gè)待測(cè)的參照點(diǎn)生成了向量薪尉。使用這種方法既可測(cè)得位置參數(shù)，又可以測(cè)得方向的數(shù)據(jù)锚拳。其原因在于：每個(gè)待測(cè)的參照點(diǎn)與其前一個(gè)被測(cè)量的點(diǎn)之間都會(huì)形成一個(gè)桿狀的連接凡加，隨著測(cè)量進(jìn)程的發(fā)展，所連接的點(diǎn)就越多销泽，而這樣氧胳，通過(guò)200至400個(gè)隨機(jī)參照點(diǎn)，就形成了點(diǎn)云（Point Cloud）辰令，而不是簡(jiǎn)單的三個(gè)平面伴鳖。

　　如下圖所示，通過(guò)這些向量（桿狀連接）可以確定機(jī)床運(yùn)動(dòng)空間中的每一個(gè)點(diǎn)徙硅，并通過(guò)上萬(wàn)次的計(jì)算得到這些參照點(diǎn)的位置參數(shù)（X榜聂，Y搞疗，Z）以及方向參數(shù)（如：俯仰角、偏擺角须肆、滾動(dòng)角）贴汪。接下來(lái)，軟件將會(huì)根據(jù)測(cè)得的參數(shù)計(jì)算出補(bǔ)償值休吠，將補(bǔ)償參數(shù)儲(chǔ)存，以便上傳至機(jī)床的控制系統(tǒng)业簿，在機(jī)床實(shí)際作業(yè)中進(jìn)行空間誤差的補(bǔ)償瘤礁。

數(shù)據(jù)的驗(yàn)證

　　當(dāng)參數(shù)數(shù)據(jù)收集完畢后，需要使用K倍交叉驗(yàn)證法（K-Fold Cross-Validation）來(lái)驗(yàn)證梅尤、核實(shí)收集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性柜思，之后才能將數(shù)據(jù)上傳到機(jī)床的控制器進(jìn)行實(shí)際補(bǔ)償。K倍交叉驗(yàn)證法的過(guò)程是這樣的：首先將收集來(lái)的原始數(shù)據(jù)分成K數(shù)量的二級(jí)數(shù)據(jù)樣本巷燥；其次触擎，在K數(shù)量的二級(jí)數(shù)據(jù)樣本中保留一個(gè)數(shù)據(jù)樣本作為參照數(shù)據(jù)，用來(lái)測(cè)試其他（K-1數(shù)量的）數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)確的闹；最后將這一測(cè)試過(guò)程重復(fù)執(zhí)行K次博旬，每一次從K數(shù)量的數(shù)據(jù)樣本中抽選出一個(gè)作為參照數(shù)據(jù)，且參照數(shù)據(jù)不得重復(fù)翼养。待K次驗(yàn)證進(jìn)行完畢后剪妥，軟件就會(huì)自動(dòng)計(jì)算出平均值，將所得數(shù)據(jù)儲(chǔ)存缘嗦、待用蝇居。

　　數(shù)據(jù)被核實(shí)驗(yàn)證后，軟件系統(tǒng)會(huì)直接將驗(yàn)證好的數(shù)據(jù)傳輸至機(jī)床的控制器烦草。由此刮锹，機(jī)床每運(yùn)動(dòng)一次，補(bǔ)償數(shù)據(jù)就會(huì)對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償幽摔。

結(jié)果

　　在經(jīng)過(guò)眾多的實(shí)地測(cè)試后惯狠，空間誤差補(bǔ)償法（VEC）被證實(shí)為有效的可以大幅度提高機(jī)床精度的機(jī)床校準(zhǔn)方法。下表列出了5個(gè)不同種類粉私、型號(hào)的機(jī)床在使用VEC方法校準(zhǔn)前后的誤差數(shù)據(jù)比較顽腾。結(jié)果顯而易見(jiàn)，經(jīng)過(guò)VEC校準(zhǔn)的機(jī)床比未經(jīng)過(guò)VEC處理時(shí)诺核，其精度都高出了4倍左右抄肖，甚至更好。

Before VEC Max error       After VEC Max error

Machine 1       .424 mm                                  .196mm
 Machine 2        1 mm                                      .039 mm
　　 Machine 3       .162 mm                                  .041 mm         
  Machine 4       .02076 in                                 .00354 in
  Machine 5       .01206 in                                 .00360 in

　　有時(shí)窖杀，人們并不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)床工作時(shí)所發(fā)生的誤差漓摩，直到對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)才發(fā)現(xiàn)機(jī)床已發(fā)生了很大的偏差裙士；而使用VEC方法可以對(duì)機(jī)床工作時(shí)發(fā)生的誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，完全不用擔(dān)心機(jī)床誤差無(wú)法被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題了管毙。如上表所示腿椎，2號(hào)機(jī)床就是一個(gè)很好的例子：在使用VEC校準(zhǔn)之前，機(jī)床的偏差已經(jīng)達(dá)到了1毫米夭咬，而經(jīng)過(guò)VEC技術(shù)校準(zhǔn)后的機(jī)床誤差只有39微米啃炸。3號(hào)機(jī)床是一個(gè)比較特別的案例，其特別之處在于：此機(jī)床剛剛經(jīng)過(guò)傳統(tǒng)21項(xiàng)誤差法的調(diào)校卓舵，馬上使用VEC方法再進(jìn)行校準(zhǔn)南用。在使用VEC技術(shù)調(diào)校后，其精度仍然又提升了4倍秫废。

　　下圖直觀的顯示了經(jīng)VEC技術(shù)調(diào)校前后末径，機(jī)床的工作精度以及公差范圍的對(duì)比：調(diào)校后，機(jī)床的工作精度大幅提升情丛，公差范圍也更小肉棕。圖中，第一行是顯示的是未經(jīng)VEC調(diào)校的機(jī)床表現(xiàn)出來(lái)的數(shù)據(jù)暂铭；第二行是經(jīng)過(guò)VEC調(diào)校后的機(jī)床數(shù)據(jù)披腻。

結(jié)論

　　經(jīng)過(guò)理論的證明與實(shí)踐的證實(shí)，空間誤差補(bǔ)償方法（VEC）被認(rèn)定為是可以大幅度提高機(jī)床工作精度的實(shí)用方法羽傻。其測(cè)量方法簡(jiǎn)單壮焰，測(cè)量?jī)x器安裝簡(jiǎn)便，只需對(duì)T3激光跟蹤儀以及Active Target活動(dòng)靶標(biāo)進(jìn)行幾個(gè)簡(jiǎn)單步驟的安裝就可以解決即便是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的大型5軸法厢、6軸機(jī)床的調(diào)校工作费武，大幅度減小了因儀器安裝等因素造成的額外誤差。VEC對(duì)機(jī)床的測(cè)量怎猜、調(diào)校貫穿于機(jī)床在其工作空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程耽翁，所以使用VEC方法既可以對(duì)動(dòng)態(tài)誤差進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，又可以測(cè)得機(jī)床運(yùn)動(dòng)時(shí)相關(guān)的幾何效應(yīng)怔接，從而對(duì)機(jī)床誤差實(shí)行更為精準(zhǔn)的補(bǔ)償搪泳。此外，只需幾個(gè)小時(shí)扼脐，就可以完成VEC的整個(gè)工作過(guò)程岸军，這比傳統(tǒng)方法需要的幾天甚至是幾周大幅提升了工作效率，為企業(yè)節(jié)省了時(shí)間成本瓦侮，且在提升效率的同時(shí)大幅降低了由于熱漂移因素所帶來(lái)的影響艰赞。由此可見(jiàn)，VEC方法是值得信賴的；與傳統(tǒng)機(jī)床校準(zhǔn)方法相比方妖，VEC優(yōu)勢(shì)突出狭魂。

關(guān)于作者

　　Dave Maxham，現(xiàn)任美國(guó)自動(dòng)精密工程公司（API）市場(chǎng)部主管党觅，激光測(cè)量系統(tǒng)全球市場(chǎng)營(yíng)銷總監(jiān)雌澄。1975年畢業(yè)于美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)（Penn State University）。擁有超過(guò)30年的在高科技精英企業(yè)的銷售杯瞻、市場(chǎng)營(yíng)銷經(jīng)驗(yàn)略雪，擅長(zhǎng)新技術(shù)產(chǎn)品的市場(chǎng)傳播、拓展與銷售渴肿。

（Dave Maxham）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)剑银，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)更掺，也不構(gòu)成任何其他建議。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布何杈、編輯整理上傳拴挫，對(duì)此類作品本站僅提供交流平臺(tái)，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)剿液。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻揩榴、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題寨支，請(qǐng)第一時(shí)間告知柱爵，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容，以保證您的權(quán)益惭舒！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn晒来。