立式加工中心誤差分析研究

陳紅海

摘? 要：后現(xiàn)代工業(yè)時代的來臨，促使機械制造行業(yè)不斷向高精度、自動化、智能化發(fā)展。數(shù)控機床作為制造加工的中堅力量，其加工精度的提升是我國制造業(yè)振興、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵所在。本文將以立式加工中心VMC850B為例，通過綜合誤差建模，關(guān)鍵誤差識別等，分析機床各部件誤差對于機床加工精度的影響，以便為實際生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵部件精度的監(jiān)督與管理提供一定參考。

關(guān)鍵詞：立式加工中心? 綜合誤差模型? 關(guān)鍵部件誤差分析? 貢獻度分析

1? 立式加工中心綜合誤差模型

以代表性三軸數(shù)控機床VMC850B為例，綜合誤差模型的構(gòu)建可分為3步：第一，基于坐標系與運動鏈的基礎(chǔ)上，對部件誤差進行分析;第二，引入齊次坐標，創(chuàng)建轉(zhuǎn)換矩陣;第三，分析工件與刀具的兩坐標系之間的聯(lián)系。

1.1 建立坐標系與運用鏈

1.2 齊次坐標轉(zhuǎn)換矩陣

同樣的，當部件誤差存在的情況下，假設Y軸方向位移為y，Z軸方向位移為z，那么可以得到Y(jié)CS到MCS、MCS到ZCS的運動轉(zhuǎn)換矩陣。由于篇幅有限，這里將不在贅述。

從理論上來講，主軸S與刀具T之間、工件W與X軸之間均不存在相對運動，因此，對應的運動轉(zhuǎn)換矩陣可當做是單位矩陣，即SCS到TCS的運動矩陣、WCS到XCS的運動矩陣均為1。同時，主軸S和Z軸之間的旋轉(zhuǎn)角在定位上無嚴格要求，在室溫環(huán)境下，ZCS到SCS的運動矩陣也可以視為是單位矩陣。

1.3 綜合誤差模型求解

2? 機床誤差分析

2.1 誤差靈敏度

立式機床的空間誤差是由部件誤差以及位置誤差共同作用下的產(chǎn)物，即△δ=（G，U）。……