卧式加工中心关键几何误差元素甄别方法

以某卧式加工中心为研究对象,通过定义机床各部件局部坐标系间初始位置特征矩阵和初始位置误差特征矩阵,构建机床空间误差完备模型,解决传统建模方法中若干项几何误差元素缺失的问题。借助体对角线定位精度测量实验,对所建完备模型准确性进行验证,进而在此基础上提出几何误差元素实际参预度的概念及其计算方法,并由此形成基于空间误差完备模型和实际参预度的关键几何误差元素辨识新方法。分别根据计算所得实际参预度和灵敏度,对给定加工中心关键几何误差元素进行甄别。对比分析显示,相较于传统灵敏度分析,所提基于实际参预度的甄别方法具有更高的准确性。甄别结果表明,该加工中心关键几何误差元素有7项,且均与位置相关,与X轴进给相关的关键几何误差元素有4项,说明机床X轴运动组件制造精度可能存在较大缺陷。

机床关键几何误差元素辨识及其公差设计方法

面向加工精度指标提出机床关键几何误差元素辨识及其公差设计方法。以某型立式加工中心为对象,基于螺旋理论对机床空间误差进行建模;结合所得机床空间误差模型及加工精度指标定义,推导建立加工精度评估模型,同时提出间接试验验证策略及实施技术;通过正交实验、统计学对影响加工精度的关键几何误差元素进行辨识,并利用数值试验对辨识结果进行验证,并基于响应面法构建加工精度与关键几何误差元素的映射关系,由此将后者的公差设计转换为一类优化问题;利用遗传算法获取各关键几何误差元素最优公差,在加工精度指标满足要求的同时,机床产品成本达到最低,表明所提方法有利于实现机床精度稳健设计。