[發(fā)明專利]機(jī)床精度的評(píng)價(jià)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110258582.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN113093653A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳國華;張林;劉敦奇;向華;趙殿章;童廣慶;李波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北文理學(xué)院
• 主分類號(hào): G05B19/4065
• 分類號(hào): G05B19/4065
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 羅敏清

本發(fā)明提供一種機(jī)床精度的評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：根據(jù)機(jī)床類型，建立機(jī)床空間誤差通用模型；對(duì)誤差通用模型中所需的誤差元素進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量得到的各軸誤差元素建立機(jī)床各軸的誤差通用模型；在機(jī)床行程空間立方體內(nèi)取點(diǎn)并代入到步驟S2中建立的誤差模型中計(jì)算得到各點(diǎn)的誤差值，將所得的誤差值根據(jù)機(jī)床空間精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)；對(duì)機(jī)床行程空間立方體進(jìn)行分區(qū)并個(gè)根據(jù)步驟S2建立的誤差模型對(duì)每個(gè)分區(qū)計(jì)算誤差值，建立機(jī)床工作空間的誤差云圖。本發(fā)明綜合考慮了機(jī)床的直線度誤差、轉(zhuǎn)角誤差以及垂直誤差建立了機(jī)床空間誤差通用模型，能夠精確地對(duì)機(jī)床誤差進(jìn)行定量和定性評(píng)價(jià)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)床精度評(píng)價(jià)的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)機(jī)床精度的進(jìn)行定量、定性評(píng)價(jià)的方法。

背景技術(shù)

加工精度是數(shù)控機(jī)床最重要、也是最具有該類機(jī)床特征的一項(xiàng)指標(biāo)。加工精度好壞不僅直接決定于精度值大小，更取決于機(jī)床精度穩(wěn)定程度。三軸數(shù)控機(jī)床精度穩(wěn)定性與機(jī)床各精度變化直接相關(guān)，其不僅會(huì)決定加工產(chǎn)品一致性，更直接影響機(jī)床的正常工作周期。一方面，影響機(jī)床加工精度及其穩(wěn)定性因素多種多樣。在機(jī)床的設(shè)計(jì)、制造過程中，由于設(shè)計(jì)的不合理、裝配時(shí)產(chǎn)生的不當(dāng)裝配應(yīng)力，使機(jī)床在工作過程中機(jī)床基礎(chǔ)件變形、過度磨損，都會(huì)導(dǎo)致機(jī)床的單項(xiàng)或數(shù)項(xiàng)精度指標(biāo)快速衰退，造成同批次零件的加工一致性差，甚至導(dǎo)致加工零件的加工精度不達(dá)標(biāo)，產(chǎn)生廢件。另一方面，數(shù)控機(jī)床精度不僅種類多樣(直線度、垂直度、平行度、定位精度等)，而且不同精度項(xiàng)對(duì)機(jī)床加工性能的影響程度不盡相同。為此，尋求一種設(shè)計(jì)機(jī)床體對(duì)角線誤差計(jì)算及定量、定性評(píng)價(jià)方法，對(duì)于機(jī)床精度優(yōu)化分配、精度保持與維護(hù)，至關(guān)重要。

目前，數(shù)控機(jī)床評(píng)價(jià)都是針對(duì)其加工過程狀態(tài)，華中科技大學(xué)在專利ZL201410051470.0公開了《數(shù)控銑床加工過程狀態(tài)信息評(píng)價(jià)裝置》，通過采集機(jī)床加工過程中的主軸電流、進(jìn)給電流、振動(dòng)、加工溫度等狀態(tài)數(shù)據(jù)，評(píng)價(jià)裝置MCU按照一定的算法對(duì)采集得到的加工狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行檢驗(yàn)分析，智能識(shí)別刀具磨損、破損、工件毛胚的材料缺陷等異常狀態(tài)。上海尤尼斯工業(yè)服務(wù)有限公司在專利CN201810762242.2公開了《一種考慮加工穩(wěn)定性的三軸數(shù)控機(jī)床精度評(píng)價(jià)方法》，通過精度測(cè)量裝置測(cè)量機(jī)床各精度項(xiàng)在各測(cè)量時(shí)間節(jié)點(diǎn)的精度值，基于多體理論建立空間誤差率模型，計(jì)算空間誤差在各測(cè)量時(shí)間節(jié)點(diǎn)內(nèi)的穩(wěn)定性因子，最終建立三軸數(shù)控機(jī)床加工精度穩(wěn)定性評(píng)價(jià)模型，計(jì)算評(píng)價(jià)值。

在這兩種數(shù)控機(jī)床精度評(píng)價(jià)的方法中，前者通過對(duì)機(jī)床的主軸電流、加工溫度等狀態(tài)數(shù)據(jù)，間接評(píng)價(jià)機(jī)床空間誤差精度。在這種方法下，上述狀態(tài)數(shù)據(jù)變化難以準(zhǔn)確的體現(xiàn)機(jī)床精度的好壞，后者僅僅測(cè)量各項(xiàng)精度項(xiàng)的精度值。由于數(shù)控機(jī)床各精度項(xiàng)直接相互耦合，共同影響了機(jī)床空間誤差精度。單一精度項(xiàng)評(píng)價(jià)機(jī)床空間精度不具有精確性，且無法定性評(píng)價(jià)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種機(jī)床精度的評(píng)價(jià)方法，該方法綜合考慮多種誤差因素，能夠快速準(zhǔn)確地對(duì)機(jī)床誤差進(jìn)行定量和定性評(píng)價(jià)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種機(jī)床精度的評(píng)價(jià)方法，包括如下步驟：

S1，根據(jù)機(jī)床類型，建立機(jī)床空間誤差通用模型；

S2，對(duì)誤差通用模型中所需的誤差元素進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量得到的各軸誤差元素建立機(jī)床各軸的誤差通用模型；

S3，在機(jī)床行程空間立方體內(nèi)取點(diǎn)并代入到步驟S2中建立的誤差模型中計(jì)算得到各點(diǎn)的誤差值，將所得的誤差值根據(jù)機(jī)床空間精度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行定量評(píng)價(jià)；

S4，對(duì)機(jī)床行程空間立方體進(jìn)行分區(qū)并個(gè)根據(jù)步驟S2建立的誤差模型對(duì)每個(gè)分區(qū)計(jì)算誤差值，建立機(jī)床工作空間的誤差云圖。

進(jìn)一步地，步驟S1中，根據(jù)機(jī)床各軸的直線度誤差、角度誤差以及兩兩軸之間存在的垂直誤差建立機(jī)床各軸的通用誤差模型：