[發明專利]一種滾動直線進給系統運動誤差預測模型建立及預測方法

在審

• 申請號: 201410445729.X
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104217080A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 劉志剛;洪軍;李寶童;李逸群;郭俊康;武曉攀
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明涉及機床滾動直線進給系統運動誤差的預測領域，具體涉及一種滾動直線進給系統運動誤差預測模型建立及預測方法。

背景技術

機床被譽為“工業母機”，高精密機床更是國家高端制造業發展的重要基石，高精密機床的性能、質量、數量已經成為衡量一個國家工業化水平的標志，其中機床加工精度更是機床性能的最重要指標之一，零件的加工質量在很大程度上取決于機床的加工精度，其中，直線進給系統作為精密數控機床的關鍵部件，其運動誤差直接影響機床的定位精度和被加工件的尺寸和幾何精度等，其運動誤差主要指其五個自由度的運動誤差(垂直和水平直線度、傾斜、偏離和轉動)，這些誤差無法通過數控系統等環節補償調整，所以直線進給系統的運動誤差是決定機床加工精度的重要一環。滾動直線導軌因其運動靈敏度高、摩擦力小、牽引力小，等優點，被廣泛應用在精密數控機床的直線進給系統中，在實際生產中，是通過控制導軌的幾何精度，關鍵是導軌的水平和豎直方向直線度來調整工作臺的運動精度，而直線進給系統裝配時，其幾何精度的保證主要依靠刮研磨工藝，一根行程1m左右運行精度5um以下的運動軸，往往需要一到兩周的調整時間，反復刮研裝調，最終才能達到裝配要求。這樣的裝配過程調整方法，耗費大量人力物力，裝配效率低下，往往很難滿足高精度要求，而且調整量的確定完全依靠經驗。因此定量的滾動直線導軌的誤差調整的方法就顯得尤為重要，而這其中的關鍵問題就是構建直線導軌幾何誤差和工作臺運動誤差之間的傳遞模型，以此為基礎建立運動精度預測模型。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種滾動直線進給系統運動誤差預測模型建立及預測方法，預測模型的準確性好，計算精度高。

為了達到上述目的，本發明采取的技術方案是：

一種滾動直線進給系統運動誤差預測模型建立及預測方法，包括以下步驟：

步驟1)，根據直線進給系統采用的導軌型號，確定滾珠和滑塊的關鍵幾何尺寸，關鍵幾何尺寸包括滾珠直徑、溝槽半徑、有效滾珠數、四條滾道圓心水平間距、豎直方向間距、四個滑塊水平方向間距和進給方向間距；

步驟2)，等效滾珠的非線性彈簧單元——COMBIN39單元的參數的確定，依據Hertz接觸理論，滾珠與導軌、滑塊接觸面彈性力與彈性形變的關系為：

Fe=kϵ32]]>

k=2Jπα18[32(1-μ1E1+1-μ2E2)]2Σρ]]>