機(jī)械加工的目標(biāo)是追求加工精度、成本和效率的最佳組合，為了實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，急需研究開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是加工精度在線(xiàn)測(cè)量技術(shù)檐晕，特別是在多品種小批量生產(chǎn)條件下暑诸，研究先進(jìn)的在線(xiàn)測(cè)量技術(shù)意義尤其重大蚌讼，因?yàn)樵诰€(xiàn)測(cè)量是加工測(cè)量一體化技術(shù)的重要組成部分，是保證零件質(zhì)量和提高生產(chǎn)率的重要手段个榕。國(guó)外很早就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到在線(xiàn)測(cè)量技術(shù)的重要性而進(jìn)行了大量的研究篡石，并且在生產(chǎn)實(shí)際中得到了大量的應(yīng)用芥喇。

　　零件加工精度的在線(xiàn)測(cè)量分為兩種情況，一是在加工過(guò)程中直接測(cè)量工件加工表面凰萨，加工過(guò)程一結(jié)束继控，就能得到所需要的精度指標(biāo)[1],這是在線(xiàn)測(cè)量最理想的情況；二是加工過(guò)程結(jié)束后笤碍，工件仍然安裝在機(jī)床上况饥，用合理的測(cè)量?jī)x器對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量[2]。在超精密加工中支赖，熱變形對(duì)加工精度的影響是不可忽視的荸冒，因此在加工過(guò)程中恒溫油淋澆或切削液冷卻是必須的，在有冷卻液和工件轉(zhuǎn)速高的情況下访跪，測(cè)量精度達(dá)到0.01μm的傳感器目前還沒(méi)有扬饰，因此在超精密加工中，零件加工精度的檢測(cè)主要是采用傳統(tǒng)的離線(xiàn)測(cè)量方法化威，而離線(xiàn)測(cè)量的費(fèi)用在很多情況下等于甚至超過(guò)零件的加工費(fèi)用班跟。

　　基于上述原因，本文對(duì)第二種情況進(jìn)行研究肪误，以實(shí)現(xiàn)零件的在線(xiàn)測(cè)量板径，其實(shí)質(zhì)是把車(chē)床作為坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用。由于研制的亞微米超精密車(chē)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)精度是很高的擒买，甚至比很多測(cè)量?jī)x器和測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)精度還高朝刊，如果把機(jī)床和合適的測(cè)量?jī)x器有機(jī)地接合起來(lái)，即可實(shí)現(xiàn)零件加工精度的在線(xiàn)測(cè)量蜈缤，這樣機(jī)床即可作加工用拾氓，又可作測(cè)量用，擴(kuò)大了機(jī)床的應(yīng)用范圍底哥，又解決了零件的測(cè)量問(wèn)題[3]×埃現(xiàn)在機(jī)械加工質(zhì)量保證的發(fā)展趨勢(shì)是：通過(guò)用在線(xiàn)測(cè)量全部代替離線(xiàn)測(cè)量和統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制使質(zhì)量保證更靠近加工過(guò)程，保證零件從加工設(shè)備卸下就是合格品趾徽，當(dāng)然這需要一個(gè)前提即在線(xiàn)測(cè)量的效率和精度必須得到保證续滋，這樣綜合決策和必要的補(bǔ)償就能在最小的時(shí)間延遲內(nèi)得以實(shí)現(xiàn)。因此研究零件加工精度的在線(xiàn)測(cè)量技術(shù)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義孵奶。

　　影響在線(xiàn)測(cè)量精度的誤差源分析

　　在線(xiàn)測(cè)量的目的是檢查加工零件的精度指標(biāo)是否符合要求疲酌，如果符合要求，則卸下工件了袁，否則進(jìn)行必要的補(bǔ)償加工朗恳，直到工件加工精度合格，我們知道要準(zhǔn)確測(cè)量零件的加工精度载绿，測(cè)量設(shè)備的精度必須比被測(cè)量零件的精度高一個(gè)量級(jí)即10倍原則渠余，在超精密加工中斟策，加工環(huán)境和在線(xiàn)測(cè)量環(huán)境相差不大，要想保證在線(xiàn)測(cè)量的精度采散，只能通過(guò)誤差補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)胡傅，也就是說(shuō)通過(guò)誤差補(bǔ)償來(lái)在線(xiàn)測(cè)量不補(bǔ)償加工的零件是能保證測(cè)量精度的（誤差補(bǔ)償能使零件的加工精度提高一個(gè)量級(jí)），通過(guò)誤差補(bǔ)償來(lái)測(cè)量補(bǔ)償加工的零件則不能滿(mǎn)足10倍原則猩琳，但是應(yīng)用誤差補(bǔ)償后車(chē)床在線(xiàn)測(cè)量的精度已足夠高母烘，還是有意義的。

　　當(dāng)然侈兄，車(chē)床作為坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用淫兑，在線(xiàn)測(cè)量精度也受到測(cè)量傳感器的精度及測(cè)量策略和數(shù)據(jù)處理策略的影響。在該車(chē)床（采用T型布局）設(shè)計(jì)制造過(guò)程中采用了許多先進(jìn)技術(shù)以減少或消除熱變形誤差對(duì)車(chē)床運(yùn)動(dòng)精度的影響饺斧，如該車(chē)床采用空氣靜壓主軸且選用白色密玉作為主軸和軸承的材料二谤；車(chē)床溜板采用空氣靜壓導(dǎo)軌；車(chē)床主軸箱读囤、溜板继射、床身和導(dǎo)軌均選用花崗巖材料；加工的間溫度控制在20±0.1℃等挎袜，因此影響測(cè)量精度的誤差源主要是機(jī)床的幾何誤差顽聂，共有21項(xiàng)即每個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的6個(gè)誤差和3軸之間的三個(gè)相互位置誤差。21項(xiàng)誤差如下表所示盯仪。準(zhǔn)確迅速地對(duì)誤差源進(jìn)行辨識(shí)是實(shí)現(xiàn)高精度在線(xiàn)測(cè)量的基礎(chǔ)紊搪，考慮到測(cè)量過(guò)程和加工過(guò)程的運(yùn)動(dòng)方式很相似（刀具由傳感器或測(cè)量探針代替，當(dāng)然二者的誤差補(bǔ)償模型也是相似的）全景，非誤差敏感方向上的誤差源對(duì)測(cè)量精度的影響可以忽略耀石，即不單獨(dú)考慮δ（x）、γ（x）爸黄、δY（z）滞伟、γ（z）、δY（Ф）和α（Ф）對(duì)測(cè)量精度的影響炕贵，再加上βXZ不影響測(cè)量精度（被αZФ和βXФ包含）梆奈，在機(jī)床鑒定過(guò)程中，對(duì)主軸回轉(zhuǎn)精度進(jìn)行了測(cè)量称开，實(shí)測(cè)結(jié)果為主軸的徑向跳動(dòng)誤差δX（Ф）和軸向竄動(dòng)誤差δZ（Ф）均<0.05μm,與溜板直線(xiàn)度誤差（δZ（x）≤0.18μm/100mm,δX（z）≤0.20μm/100mm）相比較小亩钟，主軸偏擺誤差β（Ф）也很小，因此在線(xiàn)測(cè)量零件加工精度時(shí)舞涮，不單獨(dú)考慮主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響林慷。當(dāng)然要想高精度在線(xiàn)測(cè)量大尺寸零件（大尺寸平面鏡），則主軸的回轉(zhuǎn)誤差（如β（Ф））必須考慮。

　　誤差源辨識(shí)及建模

　　該車(chē)床主要加工圓柱面髓无、端面、錐面和球面等零件允逝，在不考慮主軸回轉(zhuǎn)誤差的情況下沫十，在線(xiàn)測(cè)量圓柱面母線(xiàn)的形狀或圓柱度誤差時(shí)只需要X向誤差補(bǔ)償；在線(xiàn)測(cè)量端面時(shí)需要Z向誤差補(bǔ)償宵绒；在線(xiàn)測(cè)量錐面和球面等曲面時(shí)需要同時(shí)進(jìn)行Z向和X向誤差補(bǔ)償建淘，這時(shí)誤差補(bǔ)償模型必須是二維的。當(dāng)然用3個(gè)電容傳感器也可以補(bǔ)償主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)測(cè)量精度的影響浴恐，誤差補(bǔ)償量的辨識(shí)通常有兩種方法咪枷，一是首先離線(xiàn)辨識(shí)各項(xiàng)誤差源，通過(guò)一定的合成法則（如齊次坐標(biāo)變換）得到機(jī)床加工空間各點(diǎn)的誤差補(bǔ)償量总枢；二是通過(guò)測(cè)量零件已加工表面得到誤差補(bǔ)償量打恕，第一種方法費(fèi)時(shí)且建模過(guò)程中的假設(shè)影響建模精度，第二種方法只能補(bǔ)償測(cè)量具體零件渠缕，不能把補(bǔ)償區(qū)域擴(kuò)大到整個(gè)加工區(qū)鸽素，本文把兩種情況結(jié)合起來(lái)辨識(shí)誤差補(bǔ)償量，既保證精度又節(jié)省時(shí)間亦鳞。

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)馍忽，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(guān)點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)燕差，也不構(gòu)成任何其他建議遭笋。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布、編輯整理上傳徒探，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)瓦呼，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻测暗、圖片吵血、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題，請(qǐng)第一時(shí)間告知偷溺，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)容蹋辅，以保證您的權(quán)益！聯(lián)系電話(huà)：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn娱陈。