YK5120型數(shù)控插齒機誤差補償技術(shù)的研究_圖文

1、畋研弧翊 天串大薯碩士學(xué)位論文 I一爿磕一|:l¨I學(xué)科專業(yè):機械制造及其自動化 作者姓名:李云超指導(dǎo)教師:王樹新 教授天津大學(xué)研究生院2004年12月中文摘要當(dāng)今數(shù)控機床的應(yīng)用越來越廣泛數(shù)控技術(shù)已經(jīng)滲透到了很多領(lǐng)域,成為提高 國際競爭力的關(guān)鍵技術(shù)。而隨著生產(chǎn)中更高要求的提出,數(shù)控機床也暴露出不足。 數(shù)控機床的誤差問題成為影響其更廣泛應(yīng)用的障礙。誤差補償技術(shù)是提高機床精 度的有效方法。誤差補償技術(shù)對我國機械加工工業(yè)尤為重要,隨著我國經(jīng)濟的發(fā) 展,對數(shù)控機床的需求也經(jīng)一步擴大。而我國工業(yè)基礎(chǔ)差,資金少,不可能對現(xiàn) 有設(shè)備更新,而補償技術(shù)的應(yīng)用可在無需大量投入資金的情況下提高數(shù)控機床的

2、加工精度。齒輪制造工藝的發(fā)展,歸根到底取決于齒輪加工精度的提高和生產(chǎn)效率的提 高上。為了提高齒輪加工精度,必須了解齒輪加工誤差產(chǎn)生的原因,這樣,才能 有目的的進行預(yù)防。根據(jù)國內(nèi)外對齒輪加工誤差的研究現(xiàn)狀和存在的問題,并針 對目前很少研究的數(shù)控插齒機床這一特殊對象,本文開展了如下幾個方面的研究 工作。1針對齒輪加工誤差研究領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)及存在的問題,提出本文的研究 方向。2鑒于多體系統(tǒng)理論具有廣泛的通用性和概括性,本文擬以此為理論基礎(chǔ), 分析有誤差情況下,多體系統(tǒng)的幾何描述方法,并以此導(dǎo)出誤差情況下的多體系 統(tǒng)運動方程。3針對YK5120型數(shù)控插齒機,開展了對插齒機的主軸回轉(zhuǎn)誤差的測量和 補償,

3、并進行了加工實驗。實驗結(jié)果表明,齒輪的幾個主要檢驗指標(biāo)得到了不同 程度的提高。關(guān)鍵詞:數(shù)字控制、數(shù)控插齒機、多體系統(tǒng)、加工誤差、誤差補償Nowadays,the application of the NC machine tool is more and more extensive, and the NC technique has entered into many fields and has become the key technique of international competition.But along、塒tll the higher request to NC mach

4、ine tools. the machining precision has become the obstacle.The error compensation technique is a good way to solve this problem,And it is more important to the machining industry of our country.As the economic grows,0111"demand to NC machines extends increasingly.But,it is imposable tO renovate

5、 all equipment in used at short time.Theerror compensation technique Can improve machining precision with little investment. The development ofgear manufacturing technology is lay on the improvement ofgear machining accuracy andproduction efficiency.In order to improve themachining accuracy of gear,

6、the cause of gear machining error must be understood,thus,the CTl'or can be preventedconsciously.Aiming at the research status and existentproblems of gear machining error,taking、NC gear shaper that is studied rarely as research object,some issues are studied in this paper.1The research focus of

7、 this paper has been presented based on the development trend and existing problem in research field ofgear machining elTOL2Because ofthe universality and generality ofmulti-body system(MBStheory,geometry describing method of MBS has been analyzed and the kinematic equation of MBS has been deduced b

8、ased on MBS theory.3Aiming at NC gear shaper YK5120,the measurement and compensation ofprincipal axis rotating error ofgear shaper and the process experiment are carried out. The experiment result indicates that someprimary test targets are improved in different degree.珂WORDS:Numerical Control,NC ge

9、ar shaper,Multibody system,Machining error,Error compensationIl獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作和取得的 研究成果,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表 或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得苤注盤堂或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證 書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中 作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名:拳云題 簽字日期:j,年/月7日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解盤盜盤鱟有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。 特授權(quán)盤洼盤芏可以將學(xué)

10、位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校 向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明學(xué)位論文作者簽名:琴友趨 簽字日期:二口砰年/月7日 導(dǎo)師簽名:簽字日期:?。哼年/月7El第一章緒論1.1數(shù)控技術(shù)第一章緒論數(shù)字控制是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術(shù),是用數(shù)字化的信息實現(xiàn)機床 控制的一種方法¨】。數(shù)字控制機床是采用了數(shù)字控制技術(shù)的機床,簡稱數(shù)控C 機床。數(shù)控機床是一種裝有數(shù)控系統(tǒng)的機床,該系統(tǒng)能邏輯地處理具有使用號碼, 或者其他符號編碼指令規(guī)定的程序。數(shù)控系統(tǒng)是一種控制系統(tǒng)

11、,它能自動完成信 息的輸入、譯碼、運算,從而控制機床的運動和加工過程。在數(shù)控機床的加工過 程中,首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化,按規(guī)定的代碼和 格式編寫加工程序。信息數(shù)字化是把刀具與工件的運動坐標(biāo)分割成一些最小單位 量,即最小位移量。數(shù)控系統(tǒng)按照程序的要求,經(jīng)過信息處理、分配,使坐標(biāo)移 動若干個最小位移量,實現(xiàn)刀具與工件的相對運動,完成零件的加工【2、3】。 數(shù)控機床是近代發(fā)展起來的具有廣闊發(fā)展前景的新型自動化機床,是高度機 電一體化的產(chǎn)品。1、數(shù)控機床的特點1提高生產(chǎn)率。數(shù)控機床能縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間,增加切削加工時間的比率。2穩(wěn)定生產(chǎn)質(zhì)量。采用數(shù)控機床可以提高零件的加工精度,

12、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。 數(shù)控機床能按照程序自動加工,不需要人工干預(yù),而且加工精度還可以利用軟件 校正及補償,因此,可以獲得比機床精度還要高的加工精度及重復(fù)精度。3有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性。通過改變程序,就可以加工新品種的 零件。能夠完成很多普通機床難以完成,或者根本無法加工的復(fù)雜型面零件的加 工。4可以實現(xiàn)一機多用。一些數(shù)控機床,例如加工中心,可以自動換刀。一 次裝卡后,幾乎能完成零件的全部加工部位的加工,節(jié)省了設(shè)備和廠房面積。 5提高經(jīng)濟效益?？梢赃M行精確的成本計算和生產(chǎn)進度安排,減少在制品, 加速資金周轉(zhuǎn),提高經(jīng)濟效益。6不需要專用夾具。采用普通的通用夾具就能滿足數(shù)控加工的要求,節(jié)省 了專用夾

13、具的設(shè)計制造和存放的費用。7大大地減輕了工人的勞動強度。2、數(shù)控裝置的功能第一章緒論數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控機床都采用計算機數(shù)控裝置,即CNC 裝置。它包括衛(wèi)星計算機的電路、各種接口電路、CRT顯示器、鍵盤等硬件以及 相應(yīng)的軟件。數(shù)控裝置能完成信息的輸入、存儲、變換、插補運算以及實現(xiàn)各種 控制功能。它具備的主要功能如下:1坐標(biāo)控制(多軸聯(lián)動。2實現(xiàn)多種函數(shù)的插補(直線、圓弧、拋物線等。3多種輸入功能(人機對話、手動數(shù)據(jù)輸入、由上級計算機及其他計算機 輸入設(shè)備的程序輸入,以及編輯和修改功能。4信息轉(zhuǎn)換功能:EAI/ISO代碼轉(zhuǎn)換,英制/公制轉(zhuǎn)換,坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,絕對 值/增量值轉(zhuǎn)換,計數(shù)制轉(zhuǎn)

14、換等。5補償功能:刀具半徑補償,刀具長度補償,傳動間隙補償,螺距誤差補 償?shù)取?多種加工方式選擇。可以實現(xiàn)各種加工循環(huán),重復(fù)加工,凹凸模加工和 鏡像加工等。7具有故障自診斷功能。8顯示功能。用CRT可以顯示字符、軌跡、平面圖形和動態(tài)三維圖形。9通訊和聯(lián)網(wǎng)功能。10固定循環(huán)功能。11進給功能。12主軸功能。13輔助功能。14刀具功能。1.2課題產(chǎn)生的背景和現(xiàn)實意義隨著科技的不斷發(fā)展,各行各業(yè)對產(chǎn)品精度的要求越來越高。一般來說,產(chǎn) 品的機械加工精度主要取決于切削加工機床自身的工作精度,提高機床自身的工 作精度始終是機床設(shè)計、制造者追求的主要目標(biāo)之一。為此,各種旨在提高機床 自身工作精度的新技術(shù)不斷

15、出現(xiàn),比如,新的機床結(jié)構(gòu),新的零件材料以及對零 部件的機械加工精度提出越來越高的要求,還有新的控制技術(shù)等。特別是新的控 制技術(shù)改變了過去那種僅靠提高機床零部件精度來提高枧床整機精度的做法,比 如在現(xiàn)代數(shù)控機床中可以采用軟件補償?shù)姆椒▉硐z杠自身的螺距制造誤差 以及反向間隙。這樣在保證機床整機定位誤差、傳動精度均有所提高的情況下, 反而降低了對機械零部件加工精度的要求。因此以電子信息為基礎(chǔ)的補償控制技第一章緒論術(shù)近年來得到廣泛應(yīng)用【4、5“。J。本課題來源于天津市信息化工程項目“面向齒輪加工機床的功能化虛擬樣機 技術(shù)與應(yīng)用研究”。本文的研究內(nèi)容是上述項目的組成部分,以YK5120型數(shù)控 插齒機

16、為研究對象,以提高數(shù)控插齒機的加工精度為目的。齒輪是機械制造業(yè)中的關(guān)鍵傳動零部件,其制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量,直接 影響各類機械的總成質(zhì)量【8一。齒輪制造裝備精度要求高,價格昂貴,是機床中最 復(fù)雜、最貴重的設(shè)備。在機床總臺數(shù)中齒輪機床雖只占到1.8%,但其投資額則要 占到10%以上。我國齒輪機床專業(yè)生產(chǎn)廠家主要有天津第一機床廠,重慶機床廠, 南京第二機床廠等9家。隨著市場對齒輪加工要求向高精度、高效率、柔性化方 向發(fā)展,特別是中國加入WTO后,我國齒輪加工機床的價格將不再成為優(yōu)勢, 國外齒輪機床對國內(nèi)市場的沖擊將直接威脅中國齒輪機床業(yè)的生存和發(fā)展。因 此,實現(xiàn)齒輪加工機床的數(shù)控化,提高齒輪機床的

17、加工精度,滿足國內(nèi)用戶對數(shù) 控齒輪加工機床迫切需要,是占領(lǐng)齒輪機床市場、抵御國外生產(chǎn)廠沖擊的重要途 徑。1.3數(shù)控機床誤差補償技術(shù)的國內(nèi)外研究概述1.3.1國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)數(shù)控機床誤差補償技術(shù)長久以來是國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注對象,很多學(xué)者投入到 了該領(lǐng)域的研究中。同時也推動了該項技術(shù)的不斷發(fā)展。人們通過對不同方法的 探討,使補償?shù)男Ч絹碓矫黠@,甚至使被加工工件的精度有可能超過機床的精 度【10J。總的說來,提高機床精度的方法有兩種:誤差避免技術(shù)和誤差補償技術(shù)【11、 1213J。機床的誤差避免技術(shù)是試圖通過設(shè)計和制造途徑消除可能的誤差源。這方 面美國的Lawrence Livermore Labor

18、atory取得一定成果,但機床的性能造價成 幾何級數(shù)關(guān)系,由高精度機床構(gòu)成的ClMS系統(tǒng)的造價昂貴,影響了CIMS技術(shù) 的推廣應(yīng)用。80年代起,誤差避免技術(shù)在降低機床熱誤差的研究領(lǐng)域取得很大 進展。通常,制造高精度熱穩(wěn)定機床的技術(shù)包括:降低熱源;控制熱流; 熱魯棒結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中最成功的實例是美國的LINL開發(fā)的金剛石車削中心項目, 它采用了許多先進技術(shù),使溫度控制在O.005。C以內(nèi),熱誤差變化被減至±0.0025 p m以下【14】。早期機床誤差補償方法主要集中在基于誤差測量結(jié)果調(diào)整機床結(jié)構(gòu)或加工 程序上。50年代,出現(xiàn)了采用螺距校正尺剛性補償絲杠車床螺母絲杠螺距誤差第一章緒論術(shù)近

19、年來得到廣泛應(yīng)用【4?！?。本課題來源于天津市信息化工程項目“面向齒輪加工機床的功能化虛擬樣機 技術(shù)與應(yīng)用研究”。本文的研究內(nèi)容是上述項目的組成部分,以YK5120型數(shù)控 插齒機為研究對象,以提高數(shù)控插齒機的加工精度為目的。齒輪是機械制造業(yè)中的關(guān)鍵傳動零部件,其制造工藝水平和產(chǎn)品質(zhì)量,直接 影響各類機械的總成質(zhì)量口。齒輪制造裝各精度要求高,價格昂貴,是機床中最 復(fù)雜、晟貴重的設(shè)備。在機床總臺數(shù)中齒輪機床雖只占到1.8%,但其投資顴則要 占到10%以上矗E國齒輪機床專業(yè)生產(chǎn)廠家主要有天津第一機床廠,重慶機床廠, 南京第二機床廠等9家。隨著市場對齒輪加工要求向高精度、高效率、柔性化方 向發(fā)展,特別是

20、中國加入WTO后,我國齒輪加工機床的價格將不再成為優(yōu)勢, 國外齒輪機床對國內(nèi)市場的沖擊將直接威脅中國齒輪機床業(yè)的生存和發(fā)展。因 此,實現(xiàn)齒輪加工機床的數(shù)控化,提高齒輪機床的加工精度,滿足國內(nèi)用戶對數(shù) 控齒輪加工機床迫切需要,是占領(lǐng)齒輪機床市場、抵御國外生產(chǎn)廠沖擊的重要途 徑。1"3數(shù)控機床誤差補償技術(shù)的國內(nèi)外研究概述1.3.1國內(nèi)外發(fā)展動態(tài)數(shù)控機床誤差補償技術(shù)長久以來是國內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注對象,很多學(xué)者投入到 了該領(lǐng)域的研究中。同時也推動了該項技術(shù)的不斷發(fā)展。人們通過對不同方法的 探討,使補償?shù)男Ч絹碓矫黠@,甚至使被加工工件的精度有可能超過機床的精 度i01?？偟恼f來,提高機床精度的方

21、法有兩種:誤差避免技術(shù)和誤差補償技術(shù) ”1”。機床的誤差避免技術(shù)是試圖通過設(shè)計和制造途徑消除可能的誤差源。這方 面美國的Lawrence Livermore Laboratory取得一定成果,但機床的性能造價成 幾何級數(shù)關(guān)系,由高精度機床構(gòu)成的CIMS系統(tǒng)的造價昂貴,影響了CIMS技術(shù) 的推廣應(yīng)用。80年代起,誤差避免技術(shù)在降低機床熱誤差的研究領(lǐng)域取得很大 進展。通常,制造高精度熱穩(wěn)定機床的技術(shù)包括:降低熱源;控制熱流; 熱魯棒結(jié)構(gòu)設(shè)計。其中最成功的實例是美國的LINL開發(fā)的金剛石車削中心項目, 它采用了許多先進技術(shù),使溫度控制在0.005以內(nèi),熱誤差變化被減至±0.0025“m以下

22、11”。早期機床誤差補償方法主要集中在基于誤差測量結(jié)果調(diào)整機床結(jié)構(gòu)或加工 程序上。50年代,出現(xiàn)了采用螺距校正尺剛性補償絲杠車床螺母絲杠螺距誤差 程序上。50年代,出現(xiàn)了采用螺距校正尺剛性補償絲杠車床螺母絲杠螺距誤差【】5】。而Kolistor則先測出被加工件的誤差,通過改變后續(xù)件的加工程序糾正加工 誤差;在70-80年代,誤差補償技術(shù)成功的應(yīng)用于坐標(biāo)測量機(CMMS1-。如 今,幾乎所有的CMM都開始使用基于誤差模型的軟件補償方法,糾正與CMM 結(jié)構(gòu)有關(guān)的定位誤差,使得CMM的制造費用大為降低;相比之下,對數(shù)控機床 誤差補償技術(shù)研究進展緩慢,還處于探索階段。機床發(fā)展到今天的超精密發(fā)展水 平,

23、主要依賴于機床系統(tǒng)的不斷精化和改進。荷蘭著名精密工程專家Schellekens 認(rèn)為“機床誤差補償并不普遍,據(jù)我所知只是有限的應(yīng)用”。造成這種局面的原 因在于,與三坐標(biāo)測量機相比,機床的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,工作環(huán)境惡劣:機床誤差 補償參數(shù)較多;機床誤差補償有實時性要求;處于安全考慮,機床誤差魯棒 性和可靠性要求高。機床的誤差補償技術(shù)包括機床誤差的測量及對誤差作用的糾 正,不僅涉及機床誤差參數(shù)的直接測量,而且涉及機床誤差的間接運動模型。機 床的誤差補償通過對機床實際誤差的修正來提高機床精度。而實現(xiàn)數(shù)控機床軟件 誤差補償技術(shù)的關(guān)鍵問題在于如何迅速準(zhǔn)確的計算出機床誤差I(lǐng)l 6】。數(shù)控機床上刀具與工件之間的誤差

24、計算可用運動建模技術(shù)實現(xiàn)。世界各國學(xué) 者在數(shù)控機床誤差建模技術(shù)領(lǐng)域開展了多方面的探索和研究工作。早期研究是 D.L.Leete、French等用三角關(guān)系推導(dǎo)幾何誤差模型。1977年,Hocken用矩陣變 換方法建立了三坐標(biāo)測量機多維誤差矩陣模型。Schultschiek采用封閉矢量鏈建 立了三軸坐標(biāo)鏜床的空間誤差模型。1986年,Ferreim和Liu提出了基于剛體動 力學(xué)和小角度誤差假設(shè)的三軸機床幾何誤差的解析二次型模型。在相關(guān)的研究 中,Donmez等人推導(dǎo)出了車床的廣義誤差合成模型。該模型既考慮了機床的幾 何誤差,又考慮了熱誤差。1987年,Sam等在運動點的坐標(biāo)與運動誤差存在二 次關(guān)系

25、的假設(shè)基礎(chǔ)上,通過試驗建立了機床空間誤差模型。Dufour和Groppetti 等將不同載荷與溫度條件下,機床工作空間內(nèi)不同位置的誤差向量存入存儲單 元,并通過存儲器查衰方式,對給定點的誤差進行補償。1988年,Anjanppa開 發(fā)了一種模型,可以合成立式車削加工中心的所有幾何誤差,不包括垂直度誤差。 1991年,K.Kim和M.K.Kim運用剛體運動學(xué)方法建立三坐標(biāo)數(shù)控機床空間誤差 模型。1992年,Soon等人提出了一種方法?？梢缘玫娇紤]旋轉(zhuǎn)軸在內(nèi)的多軸機 床的誤差模型。Chen則去掉了建模中的剛體運動假設(shè),可以對非剛體誤差進行 補償。而且通過標(biāo)準(zhǔn)齊次坐標(biāo)變換方法建立了幾何誤差和熱誤差模

26、型,該模型考 慮了32項誤差成分。而不是傳統(tǒng)的21項誤差m4。1.3.2當(dāng)前發(fā)展方向數(shù)控機床在線檢測及補償技術(shù)是提高機床加工精度的發(fā)展方向。其中在線檢 測又可分為工件的在線檢測、機床運動軸精度的在線檢測、刀具的在線檢測等。通過在線檢測可以實時地進行誤差補償,實時地控制機床精度Iz。在線檢測同時 又可以提高加工過程的檢驗效率,每當(dāng)一批零件開始NI時,有大量的檢測工作 需要完成,包括夾具和零件的裝卡、找正、零件工作坐標(biāo)系的設(shè)定、首件加工零 件的檢測、工序間測量及加工完成檢驗等。如果使用千分表、卡尺等常規(guī)量具、 量儀,人工檢測將占用大量時間,而且檢測精度容易受到人為因素影響,導(dǎo)致設(shè) 備利用率和產(chǎn)品加

27、工質(zhì)量降低。為滿足各方面的要求,很多廠商及用戶都希望在 數(shù)控機床上配置各種精度監(jiān)測設(shè)備,并在加工中心上應(yīng)用自動測量技術(shù)解決上述 問題。如工件自動檢測用在機測頭,使用方便、價格較低,特別是數(shù)控機床目前 廣泛采用的觸發(fā)式測頭,具有價格低、可靠性強、自身精度高等特點。相比之下, 坐標(biāo)測量機(cMMS價格昂貴,使用效率低、維護費用高。在我國,大量的中 小型企業(yè)無力或無意購買CMMS,仍采用一些效率低、精度差的陳舊檢測裝置, 技術(shù)水平較低;即使配置了坐標(biāo)測量機,仍存在需多次裝卡、重復(fù)定位誤差大及 輔助時間長等問題,制約了我國加工業(yè)的發(fā)展水平。另外刀具測量裝置也越來越 多地得到應(yīng)用,既可以測量刀具長度也可

28、以測量刀具的半徑,可以對刀具的磨損 進行控制。另一方面,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,對機床制造的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn) 效率提出了更高的要求。由于CAD/CAM技術(shù)、計算機技術(shù)及現(xiàn)代測控技術(shù)等 高新技術(shù)的發(fā)展及普及,在作為CIMS基本制造單元和關(guān)鍵設(shè)備的加工中心上, 包括適用于自動化生產(chǎn)環(huán)境的產(chǎn)品質(zhì)量檢測、計算機輔助檢測規(guī)劃、自動化生產(chǎn) 中制造過程監(jiān)測及控制等質(zhì)量保證體系結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)的研究越來越受到國內(nèi) 外專家、學(xué)者和企業(yè)界的重視12“”J。數(shù)控機床誤差補償技術(shù)實施方法可分為兩類:其一是軟件補償法,其二是硬 件補償法。目前使用的方法主要是硬件補償法,其核心是開發(fā)微處理器作為誤差 補償器,向機床傳送空間點

29、位誤差補償信息而達(dá)到誤差補償?shù)哪康?。軟件誤差補 償研究課題重點是研究機床誤差的影響因素和計算機輔助軟件誤差補償技術(shù),提 高數(shù)控機床的精度和效率。在現(xiàn)代數(shù)控機床上,一般都采用軟件補償,事先測量 好的誤差數(shù)據(jù)放在數(shù)據(jù)表中,數(shù)控系統(tǒng)在完成每一次精插補后,根據(jù)當(dāng)前坐標(biāo)位 置從數(shù)據(jù)表中查找誤差補償值,并據(jù)此控制坐標(biāo)軸一個附加的運動。軟件補償實 現(xiàn)起來比較簡單,不需要增加另外的裝置,誤差數(shù)據(jù)隨時可以修改調(diào)整。1.4本文內(nèi)容概述根據(jù)國內(nèi)外對齒輪加工誤差的研究現(xiàn)狀和存在的問題,并針對目前很少研究 的數(shù)控插齒機床這一對象,本文開展了如下幾個方面的研究工作。1首先針對齒輪加工誤差研究領(lǐng)域的發(fā)展動態(tài)及存在的問題,提

30、出本文的第一章緒論研究方向。2鑒于多體系統(tǒng)理論具有廣泛的通用性和概括性,本文擬以此為理論基礎(chǔ), 分析有誤差情況下,多體系統(tǒng)的幾何描述方法,并以此導(dǎo)出誤差情況下的多體系 統(tǒng)運動方程。3針對YK5120型數(shù)控插齒機,依據(jù)前面分析,開展了對插齒機的主軸回 轉(zhuǎn)誤差的測量和補償,并進行了加工實驗。第二章數(shù)控機床誤差補償方法第二章數(shù)控機床誤差補償方法2.1數(shù)控機床誤差分析數(shù)控機床的誤差影響因素復(fù)雜,誤差來源多種多樣,一般分為內(nèi)部因素和外 部因素兩大類。如圖21所示。<尹囡 匝墮匝叵o o圖21數(shù)控機床的誤差影響機床加工精度的誤差源主要表現(xiàn)為:l、機床系統(tǒng)的空間誤差,它包括:由于機構(gòu)幾何誤差、熱誤差、

31、承載變 形誤差等引起刀具與工件作用點上的相對位置偏差;由于伺服系統(tǒng)的跟蹤誤 差、進給傳動機構(gòu)誤差和位置檢測誤差等引起的位移誤差。2、刀具系統(tǒng)的位置誤差,主要由換刀、刀具的尺寸調(diào)整誤差、受力變形、 熱伸長和磨損等因素引起的。3、工件和夾具系統(tǒng)的位置誤差,主要由裝夾彈性變形、切削熱和工件材質(zhì) 不均勻等隨機誤差引起的。4、檢測系統(tǒng)的測試誤差,主要指加工過程中實時檢測、或工序間檢測的測 試誤差。5、外界干擾誤差,主要指環(huán)境條件的擾動和運動工況的波動所引起的隨機 誤差。從美國E.K.Kline等的研究結(jié)果,得到的誤差權(quán)重分配附表中,我們可以看 出,幾何誤差、熱變形誤差、載荷誤差及刀具誤差占總誤差的60%

32、70%t282們。 誤差的權(quán)重隨機床種類或工作狀態(tài)有所變化,如大型機床的載荷誤差就占較大比 重。表2一l 數(shù)控機床各誤差源所占比重機床誤差 幾何誤差 22%50%熱誤差 28%刀具誤差 13.5%加工過程誤差 夾具誤差 7.5%35%工作熱誤差 6.5%操作誤差 7.5%檢測誤差 15%這些影響因素主要造成以下六種誤差形式:1、機床幾何和運動誤差其表現(xiàn)形式是各運動部件的運動參考坐標(biāo)系的位置和方位誤差、體坐標(biāo)系的 位移和轉(zhuǎn)動誤差以及運動部件上給定點的位置誤差。2、機床主軸誤差其表現(xiàn)形式是主軸的徑向跳動、軸向跳動。3、機床及工件熱變形誤差機床熱補償常用的兩種方法,一種是通過安置在機床內(nèi)部不同位置的

33、溫度傳 感器或光傳感器提供的檢測信息補償熱變形,另一種是控制冷卻油的溫度和質(zhì)量 進行補償。4、刀具尺寸及磨損誤差5、工件裝夾誤差其表現(xiàn)形式是工件的夾緊力、夾緊變形、定位誤差、找正誤差等。6、載荷變形誤差這六種誤差的綜合表現(xiàn)形式還是各運動部件的運動參考坐標(biāo)系的位置和方 位誤差、體坐標(biāo)系的位移和轉(zhuǎn)動誤差以及主運動部件上給定點的位置誤差331。2.2數(shù)控機床軟件誤差補償技術(shù)的研究為了減小誤差提高加工精度,通常工作人員設(shè)計出各種誤差補償?shù)姆椒āＱa 償方法可以有多種多樣,可以有軟件補償和硬件補償34-361,如圖是通過建立一 定的誤差模型,如溫度誤差模型、幾何誤差模型、載荷變形模型等對理想數(shù)控機 床進行

34、修正建立實際數(shù)控機床模型,加工程序是以實際機床為出發(fā)點,這樣的補 償形式一般通過硬件補償實現(xiàn)【37、38,39o硬件補償?shù)姆椒ㄈ鐖D2.3所示,根據(jù)誤差 源的性質(zhì)和補償?shù)膬?nèi)容不同,分別在不同的階段進行補償。圖22補償方法圖23硬件補償方法本課題采用軟件補償方法,該方法與CAD/CAM完全有機結(jié)合,目前的 CAD/CAM系統(tǒng),功能比較強大可以完成三維實體造型、曲面造型、工程圖的生 成、零件的裝配、物性計算、有限元分析、數(shù)控刀位文件的產(chǎn)生、加工程序的產(chǎn) 生、刀具軌跡的仿真、工業(yè)造型設(shè)計等功能。CAD/CAM系統(tǒng)的軟件本身的幾何造型精度、機械NI的刀位文件程序的 控制精度是可以控制的,而且理論上是可以

35、達(dá)到很高的精度水平,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出機床 能達(dá)到的精度。通過后處理得到的機床加工程序,是以機床的最小脈沖當(dāng)量 (O.00Imm為最小單位的,因此,通過CAD/CAM軟件編程可以實現(xiàn)理論上要 求的精度。但實際機床卻存在大量幾何運動誤差,必須把CAD/CAM系統(tǒng)所產(chǎn) 生的理想的加工程序通過特定的補償方法處理成實際的加工程序。CAD/CAM的 工作過程如圖。一般過程是:零件三維實體造型、CAM的工藝處理、刀具軌跡第二章數(shù)控機床誤差補償方法的生成、后處理、機床代碼的生成等。它的特點主要有:介 l產(chǎn)品設(shè)計 I害 0上鈔 工程圖生成上工藝設(shè)計L 4上苧刀位數(shù)據(jù)(APT文件U f,I后處理 JI七加工程序(G代碼上

36、u NC機床圖24CADICAM步驟圖25軟件補償補償方式為軟件補償。補償方法可成為一個數(shù)控應(yīng)用模塊,是提高機床精度的核心。 補償過程既獨立于數(shù)控機床又獨立于CAD/CAM系統(tǒng)。第二章數(shù)控機床誤差補償方法4、將補償過程作為數(shù)控編程中的一個應(yīng)用模塊,便于將來進行計算機集成 制造系統(tǒng)(CIMS。5、補償模塊只須建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口程序,便可與通用CAD/CAM軟件連接, 可獲得廣泛應(yīng)用,產(chǎn)業(yè)化程度好。6、方法簡單、實用、便于掌握。第三章數(shù)控機床誤差建模第三章數(shù)控機床誤差建模3.1多體系統(tǒng)(MBS理論的基本方法多體系統(tǒng)是指由多個剮體或柔體通過某種方式連接而成的復(fù)雜機械系統(tǒng),工 程中任何復(fù)雜機械系統(tǒng)都可以

37、通過抽象提煉成多體系統(tǒng)。由于多體系統(tǒng)理論和方 法具有通用性和系統(tǒng)性,研究和探索將多體系統(tǒng)理論在數(shù)控機床誤差補償中的應(yīng) 用具有普遍意義。多體系統(tǒng)理論即是多個剛體或柔體組成系統(tǒng)特性的前沿學(xué)科, 是對工程實際中工程對象進行高度概括和抽象,通過現(xiàn)象把握事物的本質(zhì),更好 地進行工程問題的設(shè)計和分析。多體系統(tǒng)的內(nèi)容包括運動學(xué)和動力學(xué)兩個方面, 其中,多體系統(tǒng)的運動學(xué)在精度控制方面的應(yīng)用是把多體理論的應(yīng)用提高到一個 新的層次。本章主要介紹應(yīng)用多體系統(tǒng)理論在提高數(shù)控機床加工精度方面的應(yīng) 用,其主要內(nèi)容是運用多體系統(tǒng)理論對數(shù)控機床的幾何誤差進行描述,根據(jù)實際 系統(tǒng)的運動情況,建立有誤差條件下的多體系統(tǒng)的位置模型

38、、位移模型、以及位 置誤差模型、位移誤差模型等。3.1.1MBS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)多體系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述,是多體系統(tǒng)理論的基本問題。在70年代后期, 休斯頓成功的創(chuàng)建了用低序體陣列來描述多體系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),方法靈活、方便。 由于閉環(huán)多體系統(tǒng)可以轉(zhuǎn)化為帶有特定約束的開環(huán)多體系統(tǒng),所以以開環(huán)多體系 統(tǒng)為例來說明低序體陣列的建立方法。如圖31為一般多體系統(tǒng),設(shè)慣性坐標(biāo) 系R為玩體,任選一體為蜀體;然后沿遠(yuǎn)離B1的方向,以增長數(shù)列標(biāo)定每個物 體的序號,從系統(tǒng)的一個分支到另一個分支,直到全部物體標(biāo)定完為止,圖3 2是對圖3一l系統(tǒng)編號的結(jié)果。令標(biāo)定腳碼與各數(shù)字對應(yīng),其中坐標(biāo)系O表示 慣性坐標(biāo)系?？梢姵褚酝?每

39、個物體都有一個相鄰的較低序號物體。當(dāng)推導(dǎo)運動學(xué)和編 制計算方法時,需要為系統(tǒng)中每個物體的較低序號物體定制一個表格,用L(K 表示,稱為“較低序號物體陣列”,L表示低序體算子,K表示物體的序號。令R 為待研究系統(tǒng)所在的參考系。把R看作置的低序號物體,則R的序號應(yīng)為0。第三章數(shù)控機床誤差建模為圖31多體系統(tǒng)圖3-2對圖31多體系統(tǒng)的編號對圖32的系統(tǒng),當(dāng)(K=(1,2,3,4,5,6,7,8,9,10時,(KL(K=(O,1,1,3,4,1,6,7,8,7 (31 三(足 給定了系統(tǒng)的聯(lián)結(jié)構(gòu)造。即圖32的布局與方程(3-1的表 格是等價的。已知上(世可以畫出圖,反之,看著圖就能寫出上(世。如K為系

40、統(tǒng)中任意典型體,J為其相鄰低序體,則令L(K=J (3-2 L為低序體算子,可定義r(足=三(o”1(世 (l(為正整數(shù)且規(guī)定:r(五=K上(O=0(33 (34 (35 則圖32系統(tǒng)的各階低序體陣列如表,實際上只要有三(篁一行,其余皆可推出,如表1所示。第三章數(shù)控機床誤差建模表3-1低序體陣列12345678910r(K 12345678910C(K O 1l 3416787L2(K 00O 13O 1676C(K O O 0O l O 0161三4(墨 00O 0O O O O 1Of(世 0O O O O O O 00O作為低序體陣列的補充,其他三種陣列在推導(dǎo)運動學(xué)算法中也很有用。即“末

41、 端體陣列”、“分支體陣列”和“中間體陣列”。顧名思義,“末端”體即位于系統(tǒng) 邊界點上的物體,“分支”體是含有多于一個分支的物體,即非末端體,又非分 支體,稱為“中間”體。在圖32中,末端體為島、忍、島和罵。,沒有相鄰更高序號物體的那些 物體即可判斷為末端體,所以,末端體是表1中(K那一行沒有列出的物體。 圖3-2中,分支體為蜀和馬。凡具有一個以上相鄰更高序號物體的那些物體即 可判別為分支體,所以根據(jù)表1凡在C(K那一行有重復(fù)序號的那些體即是分支 體。已知末端體和分支體,還可以建立一個包括那些既非是末端體,又非是分支 體的“中間”體陣列。圖3-2中,中間體為島、日、境和B。與末端體和分 支體一

42、樣,也可由對(K的檢查而確定中間體,即中闖體是在表l中三1f那 行出現(xiàn)一次,且僅出現(xiàn)一次的物體。則多體系統(tǒng)的任何一個物體都可以通過低序體陣列追溯到它與慣性坐標(biāo)系 之間的關(guān)系。低序體陣列描述了開環(huán)多體系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點。3.1.2相鄰體問坐標(biāo)變換矩陣的建立圖3-3表示有誤差時的典型體和相鄰低序體之間的位置關(guān)系。其中,O為 慣性坐標(biāo)系,nj,nk為Bj,Bk的體坐標(biāo)系,np為典型體運動參考坐標(biāo)系,nD。,Ils。分別為典型體位置誤差和運動誤差參考坐標(biāo)系,瓦為典型體運動坐標(biāo)原點在哆 體坐標(biāo)系中的位置矢量,瓦為典型體體坐標(biāo)系相對其運動參考系的位移矢量,qk 為忍體坐標(biāo)系坐標(biāo)原點在弓體坐標(biāo)系中的位置矢量

43、,i,i,一ro分別是典型體毋體第三章數(shù)控機床誤差建模上給定點R在體坐標(biāo)系心,吩及慣性坐標(biāo)系O中的矢徑,為Pke,%為典型體的位 置誤差和運動誤差矢量。0,S分別為典型體的實際位置和運動矢量。O圖33相鄰體問關(guān)系有誤差狀態(tài)下的相鄰體間的變換矩陣【4Jx】,為:AJK=【胱LASK,AJK;AJK。 (36 式中【AJK。、【AJK,為坐標(biāo)系變換矩陣?！続JK。、AJK。為典型體位置誤差和運動誤差參考系變換矩陣。AJK。=1一y幣p峰phy峰Ia唔pbp峰&中 1pb0001(37式中:%、%、%為毋體運動參考坐標(biāo)系相對q體坐標(biāo)系轉(zhuǎn)過的方位角;pk、p匆、pn為典型體運動參考坐標(biāo)系原點在

44、E體坐標(biāo)系上的位移矢量的 分量:當(dāng)?shù)湫腕w相對其低序體分別沿x、Y、z方向移動時,AJK,分別由公式(3 -8(310表示:第三章數(shù)控機床誤差建模AJK。=【AJK。=【AJK,= ;|;。一10 0A J x si n 000引1。=:蒜:Jcosfl Osin,8O0l 00l sin o c。s o001cos,siny 00爿】。:f一吉,薯,?:f l o o o 1J(38 (39(310 Y、z方向轉(zhuǎn)動時,AJK;分別由公 當(dāng)?shù)湫腕w相對于其相鄰低序體為m個復(fù)合運動合成時17-(312 (3一13 I|腰 4第三章數(shù)控機床誤差建模 AJK=兀AJx。J-0式中m為復(fù)合運動數(shù)當(dāng)位置誤差

45、為全自由度誤差時,【AJK。=1一s啦s嘶6缸s怔18瞬6曬一8吣s嘶 16魄000l(314 (3一15式中、%、分別為典型體相對于其相鄰低序體運動誤 差矢量繞X、Y、Z軸的回轉(zhuǎn)分量和沿X、Y、Z向移動分量,可根據(jù)位置誤差特 征確定。依同理可得AJK。=1一bm 6bEhsz1一cb 6b一8qb 16b0001(316式中、%、%、k、k分別為典型體相對于其相鄰低序體運動誤 差矢量繞x、Y、z軸的回轉(zhuǎn)分量和沿x、Y、z向移動分量,可根據(jù)位置誤差特 征確定。3.2典型體上給定點的實際位置其中 有誤差的情況下,典型體上點R在慣性坐標(biāo)系中的位置可用(317式表 (317【爿oK=珈倒】,=蟲(【

46、刪心s礦¨symsy】。 (3-18 4=貳同¨第三章數(shù)控機床誤差建模式中兀表示按低序體陣列求積,且y=F(足, S=r“(K, n=Or(K=K,r(K=1.所以在有誤差情況下,典型體上給定點R在慣性坐標(biāo)系中的實際位置,可 用相鄰低序體位置變換矩陣、位置誤差變換矩陣及相鄰體運動變換矩陣、運動誤 差變換矩陣表示,即%=j cr4s礦,rsy,r爿sy,。t爿sy,。(3-19從319式中可以看出,只要確定了相鄰體間各種變換矩陣,即可得到典型體上 給定點在慣性系中的位置。3.2.1數(shù)控插齒機拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述圖34所示為本文所研究的數(shù)控插齒機的結(jié)構(gòu)簡圖?；诙囿w系統(tǒng)理論描 述數(shù)控插

47、齒機拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),首先為其各部件編號。根據(jù)數(shù)控插齒機的結(jié)構(gòu)簡圖,給 YK5120數(shù)控插齒機的各部件做以下處理:士圖34數(shù)控插齒機簡圖大地作為島體,床身作為縣體,將機床系統(tǒng)分為兩個分支:分支一:床身與立柱、工作臺、主軸、工件第三章數(shù)控機床誤差建模分支二:床身與立柱,刀架,刀軸,刀具對于分支一,以床身盡體為起點,沿遠(yuǎn)離島的方向,依自然增長的數(shù)列依 次標(biāo)定每個部件的序號旦一只(/'/為分支一中部件的數(shù)目;然后沿分支二進行 機床部件的標(biāo)號最。一只一,(m為分支二中部件數(shù)目,直至標(biāo)號完畢。根據(jù)上面標(biāo)號原則,YK5120數(shù)控插齒機的各部件標(biāo)號為:床身旦、工作臺島、主軸忍、工件目刀架取、刀軸鼠、刀具馬其

48、中,工件E和刀具馬分別為分支一和分支二的末端體。根據(jù)以上數(shù)控插齒機的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)描述,得到如表32和圖35所示的數(shù)控 插齒機的低序體陣列及其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖。表3-2數(shù)控插齒機低序體陣列典型體K l 234567r(髟 1234567(世 O l-21156r(世 O 0l 00l SL3(K 0O 00001L4(K O 00000O3.2.2YK5120數(shù)控插齒機坐標(biāo)系的設(shè)定要分析YK5120數(shù)控插齒機的誤差,需要先對機床進行坐標(biāo)系的設(shè)置, YK5120數(shù)控插齒機坐標(biāo)系的設(shè)置是這樣進行的:設(shè)床身罵的體坐標(biāo)系與慣性坐標(biāo)系島重合。在分支一中,工作臺墾的運動 參考坐標(biāo)系與床身蜀體坐標(biāo)系及慣性坐標(biāo)系玩重

49、合,運動坐標(biāo)系平行于y軸,圖3-5數(shù)控插齒機的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第三章數(shù)控機床誤差建模設(shè)y軸為基準(zhǔn)軸,運動誤差參考坐標(biāo)系為六個自由度;主軸島的運動參考坐標(biāo) 系與工作臺馬的體坐標(biāo)系重合,運動參考坐標(biāo)系繞z軸旋轉(zhuǎn),運動誤差參考坐 標(biāo)系為六個自由度,工件B的體坐標(biāo)系在主軸馬體坐標(biāo)系中的位置矢量為 P4=鼽。,P4,P4:。在分支二中i刀架馬的體坐標(biāo)系在罵體坐標(biāo)系中的矢量為 島-Ps,P妒P5:1,且相對且的體坐標(biāo)系有垂直度誤差%、%;刀軸民的 運動參考坐標(biāo)系與刀架懇的體坐標(biāo)系重合,運動坐標(biāo)系平行于z軸,且繞z軸旋 轉(zhuǎn);刀具馬的體坐標(biāo)系在刀軸反的體坐標(biāo)系中的位置矢量為 A=功,P,P,:2。所有位置誤差參考坐標(biāo)

50、系為六自由廢。3.23數(shù)控插齒機系統(tǒng)及相鄰體間變換矩陣的建立1.系統(tǒng)變換矩陣根據(jù)坐標(biāo)系變換矩陣形成規(guī)律,建立系統(tǒng)的各變換矩陣。床身馬與工作臺馬之間的位移變換矩陣以及位移誤差變換矩陣:4:。= 4:。=1000010Y0010lo 00lJ1一龜。龜。嘎。龜。 1一龜。島。一島。 毛。 1疋。O O O l(320 (321式(3-20中,Y為工作臺沿床身坐標(biāo)系的y軸的位移量;式(3-21中的 毛。,島,毛。,如。,最,疋。表示工作臺相對床身移動時產(chǎn)生的3個角誤差和3個線誤 差。(以下與此相同工作臺島與主軸島之間的位置變換矩陣、位置誤差變換矩陣、位移變換矩 陣、位移誤差變換矩陣:如。= 100見

51、,010P3y001P3:O 001(322第三章數(shù)控機床誤差建模如。=I島m 一島Os3。:3竹63%I一3%63口yHI 如口OO 1cos兒一sinY3lsinY3cosy3000010001如。=1一毛。島。島。毛。1一島。島。一s39s3口163口O O 01主軸馬和工件日之間的位置變換矩陣厶。=1p4x10p4y00I pIz OOl床身罵和刀架島之間的位置變換矩陣、位置誤差變換矩陣4s。=1O O1OO00島, Avpk 10氣0I一占。0%10O1(323(324(325(326(327(3281000,=蚓cs砌,1,O 一=嚴(yán)1J 54rL氏:4s一氏式(3刀架J第三章數(shù)控

52、機床誤差建模(330(332sR,sRe的矩陣分別表示刀軸玩相對于 陣、回轉(zhuǎn)變換矩陣及回轉(zhuǎn)誤差變換矩的位置變換矩陣2.相鄰體間變換矩陣的建立由式(31及式(320(3-33,建立數(shù)控插齒機相鄰體間的變換 矩陣。龜。 一島。1O刳啦%。 軸OOO瓠o。oo具=刀,掃.,一7一陬R%。o。跏鋤o L 明 叫 刊4OO,OrL l O,O OM 一|=1j 4第三章數(shù)控機床誤差建模如=4,如嚴(yán)如。如。100P3,10ph01p3z OOOlCOS73一sm兒sin73COS7"30O OO山-A。=4s=4s,4s,1OOO 1O 0O 10OO刳辜1i;1一毛*1毛m01毛n 一島#Ol

53、 001一0占OO毛 一毛m10一島z1勺“O屯0一屯0100l嗚。-EA,。,4。,n4s。4e珊1O Ol O OOO COS76Sln76O 0O O O O1:O11氣j廳 一%s珊 0000010OlO民。蹄 一氣。h1。e6sRz166sRxO如。 哦刀 也。1島 一毛“10甌。A站印甌。弛1蠡。 疋, 蠡。ls6s盼66s融一s6sh66s睜186吡Ol(336(338f100P7,IH制,=ooj?P肼Ty引cs唧,1“Tyz成風(fēng)nOO l 0O1OlO O0c ; |蓍 ,。一。. 毗 ooC第三章數(shù)控機床誤差建模3.3本章小結(jié)在傳統(tǒng)的多體系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上,為了使表達(dá)和運算更

54、加簡潔、明確,采用 了4×4Denavit-Hartenberg齊次變換矩陣來描述體與體間的相對位置和相對方位 的關(guān)系。推導(dǎo)出了有誤差情況下,多體系統(tǒng)中典型體上一點在參考坐標(biāo)系中的位 置方程。同時描述物體間的相對位置和相對方位的關(guān)系。第四章YK5120型數(shù)控插齒機回轉(zhuǎn)誤差參數(shù)辨識第四章YK5120型數(shù)控插齒機回轉(zhuǎn)誤差參數(shù)辨識4.1工作臺回轉(zhuǎn)運動的描述對普通插齒機分度鏈運動精度的測量分析和提高的研究工作,在國內(nèi)外遠(yuǎn)遠(yuǎn) 不如對滾齒機的研究發(fā)展迅速,相應(yīng)的檢測設(shè)備和檢測標(biāo)準(zhǔn)仍不夠完善。這是因 為:與一般的滾齒機相比,插齒機分度鏈最大不同之處在于它有兩套低速回轉(zhuǎn)系 統(tǒng)。在插齒加工過程中,兩套

55、低速系統(tǒng)的誤差相互疊加后,使誤差的檢測和分析 變得復(fù)雜。與普通插齒機床相比較而言,數(shù)控插齒機床雖然實現(xiàn)了數(shù)控化,但是大部分 數(shù)控插齒機的工作臺回轉(zhuǎn)和刀具主軸回轉(zhuǎn)的降速和分齒運動還需要由蝸輪蝸桿 來實現(xiàn),所不同的是,它的兩套低速回轉(zhuǎn)系統(tǒng)分別由兩臺電機驅(qū)動,它們之間沒 有其它的傳動連接,是截然分開的。因此,對每一個分支傳動誤差(最終反映到 工作臺或者刀具主軸的回轉(zhuǎn)誤差上的測量和補償可以單獨進行。在理想情況下,物體的回轉(zhuǎn)運動是沒有誤差的。但實際情況下,回轉(zhuǎn)副繞轉(zhuǎn) 軸旋轉(zhuǎn)時,由于存在制造及裝配誤差,實際轉(zhuǎn)軸與理想轉(zhuǎn)軸發(fā)生偏移和傾斜。當(dāng) 回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)角度口后,回轉(zhuǎn)副的誤差運動分量表現(xiàn)為沿3個方向的平移誤差 血,知,止,和繞3個坐標(biāo)軸的傾角誤差A(yù)a,Afl,A7。見圖41所示。圖41回轉(zhuǎn)軸的實際運動示意圖第四章YK