針對(duì)現(xiàn)有旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差辨識(shí)方法計(jì)算量大且無(wú)法避免異常值等問(wèn)題,提出了一種基于參數(shù)化建模的旋轉(zhuǎn)軸位置相關(guān)幾何誤差快速辨識(shí)方法。首先,分析了旋轉(zhuǎn)軸位置相關(guān)幾何誤差的特性,建立了測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸時(shí)球桿儀桿長(zhǎng)變化的綜合模型,并基于約束條件進(jìn)行化簡(jiǎn);其次,使用四階傅里葉級(jí)數(shù)對(duì)5項(xiàng)位置相關(guān)幾何誤差進(jìn)行參數(shù)化建模,并基于5種測(cè)量模式得到位置相關(guān)誤差的辨識(shí)模型;接著,分析了球桿儀安裝誤差對(duì)桿長(zhǎng)變化及辨識(shí)結(jié)果的影響規(guī)律并消除其影響;最后,在小型五軸機(jī)床的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),辨識(shí)出旋轉(zhuǎn)軸的5項(xiàng)位置相關(guān)幾何誤差,并通過(guò)改變安裝位置和安裝角度的球桿儀桿長(zhǎng)預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)對(duì)辨識(shí)方法的正確性進(jìn)行了驗(yàn)證。 

【文章來(lái)源】：儀器儀表學(xué)報(bào). 2020,41(08)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

旋轉(zhuǎn)軸的6項(xiàng)位置相關(guān)幾何誤差

以轉(zhuǎn)臺(tái)型旋轉(zhuǎn)軸為例,如圖1所示。6項(xiàng)PDGEs可定義為固定坐標(biāo)系P-XYZ中的沿X、Y、Z軸的移動(dòng)誤差δx、δy、δz,和繞X、Y、Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角度誤差εa、εb、εc。而PIGEs則定義在另一固定坐標(biāo)系O-XYZ中,如圖2所示。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 230中表明軸線平均線位置誤差δox、δoy可以通過(guò)計(jì)算徑向誤差運(yùn)動(dòng)軌跡的最小二乘擬合圓的圓心得到[20-21]。假設(shè)圖2中P和PH是兩個(gè)高度上的最小二乘擬合圓圓心,則兩個(gè)圓心的連線PPH即為軸線平均線。進(jìn)而,可以確定其余兩項(xiàng)角度的位置無(wú)關(guān)誤差εoa、εob。由于PDGEs與PIGEs的獨(dú)立性,綜合幾何誤差、球桿儀測(cè)量軌跡以及桿長(zhǎng)變化等均可以分為由PDGEs和PIGEs導(dǎo)致的2部分。在確定了PIGEs后,剩余部分則認(rèn)為完全是PDGEs引起的。

本文待測(cè)對(duì)象為小型五軸機(jī)床的旋轉(zhuǎn)工作臺(tái),其直徑較小,球桿儀的安裝存在一定的限制。因此,本文將球桿儀的刀具球與工具杯相連,安裝在旋轉(zhuǎn)軸的軸線上,工件球與中心座相連安裝在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上。安裝時(shí)盡可能地使球桿儀測(cè)量方向?qū)φ`差敏感方向重合并減少安裝次數(shù)。5種測(cè)量模式球桿儀刀具球和工件球的安裝位置如圖3及表1所示,其中h表示工件球的安裝高度。表1 5種測(cè)量模式中球桿儀的安裝位置Table 1 Installation positions of the double ball bar in 5 measurement patternsmm 模式 xw yw zw xt yt zt 1 0 0 0 r 0 0 2 0 0 0 0 r 0 3 0 0 0 0 0 r 4 0 0 h r 0 h 5 0 0 h 0 r h

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3595876