机床布莱恩误差测量方法、装置及机床直线度测量的误差补偿方法

本发明涉及一种机床布莱恩误差测量方法、装置及机床直线度测量的误差补偿方法，属于机床精度控制。

背景技术：

1、数控机床加工零部件时，机床的自身精度显得尤为重要。一般来说，数控机床的不精确性有很多因素，为使得被加工零件的精度能够和机床精度相当甚至超越机床的精度，采用的方法是误差补偿的方法。

2、机床的直线度误差是影响机床零件加工精度的关键参数，一般情况下补偿该误差的方法是通过测量机床直线度误差然后将测量结果直接填入到补偿模块中进行补偿，该补偿方法在实际工程运用中能够取得一定的效果，但是补偿精度仍然有很大的提升空间。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种机床布莱恩误差测量方法、装置及机床直线度测量的误差补偿方法。

2、为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的。

3、一方面，本发明提供一种机床布莱恩误差测量方法，包括：

4、测量处于待测量状态的激光干涉仪反射镜的中心点与刀位点的距离，记录此距离为布莱恩偏离；

5、采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，所述角度误差为机床制造和装配时所产生的转角误差，该角度误差通过激光干涉仪直接测量获取。

6、进一步的，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

7、测量工作台沿着x轴移动产生的直线度误差时取n个采样点，以第i个点为状态观测点，所观测到的线性误差传递到刀位点后，使得刀位点的误差发生变化，计算公式如下：

8、

9、式中，δt(x)为工作台沿着x轴移动，移动距离为xi时,刀位点在空间上的位置偏离；为工作台沿着x轴移动的测量过程中x、y、z轴所产生的布莱恩误差，该布莱恩误差为为激光干涉仪测量所产生的转角误差和偏离距离的乘积；为工作台沿着x轴移动，移动距离为xi时,激光干涉仪测量出该点的转角误差；为工作台沿着x轴移动，移动距离为xi时,激光干涉仪测量出该点在z方向上的直线度误差；为工作台沿着x轴移动，移动距离为xi时,激光干涉仪测量出该点在y方向上的直线度误差；为工作台沿着x轴移动，移动距离为xi时，激光干涉仪测量出该点在x方向上的定位误差。

10、进一步的，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

11、测量工作台沿着y轴移动产生的直线度误差时取n个采样点，以第i个点为状态观测点，所观测到的线性误差传递到刀位点后，使得刀位点的误差发生变化，计算公式如下：

12、

13、式中，δt(y)为工作台沿着y轴移动，移动距离为yi时,刀位点在空间上的位置偏离；为工作台沿着y轴移动的测量过程中所产生的布莱恩误差，该布莱恩误差为为激光干涉仪测量所产生的转角误差和偏离距离的乘积；为工作台沿着y轴移动，移动距离为yi时，激光干涉仪测量出该点的转角误差；为工作台沿着y轴移动，移动距离为yi时，激光干涉仪测量出该点在z方向上的直线度误差；为工作台沿着y轴移动，移动距离为yi时，激光干涉仪测量出该点在y方向上的定位误差；为工作台沿着y轴移动，移动距离为yi时，激光干涉仪测量出该点在x方向上的直线度误差。

14、进一步的，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

15、测量工作台沿着z轴移动产生的直线度误差时取n个采样点，以第i个点为状态观测点，所观测到的线性误差传递到刀位点后，使得刀位点的误差发生变化，计算公式如下：

16、

17、式中，δt(z)为工作台沿着z轴移动，移动距离为zi时，刀位点在空间上的位置偏离；为工作台沿着z轴移动的测量过程中所产生的布莱恩误差，该布莱恩误差为为激光干涉仪测量所产生的转角误差和偏离距离lb的乘积；为工作台沿着z轴移动，移动距离为zi时,激光干涉仪测量出该点的转角误差；为工作台沿着z轴移动，移动距离为zi时，激光干涉仪测量出该点在z方向上的定位误差；为工作台沿着z轴移动，移动距离为zi时,激光干涉仪测量出该点在y方向上的直线度误差；为工作台沿着z轴移动，移动距离为zi时,激光干涉仪测量出该点在x方向上的直线度误差。

18、第二方面，本发明提供一种机床布莱恩误差测量装置，包括：

19、测量模块，用于测量处于待测量状态的激光干涉仪反射镜的中心点与刀位点的距离，记录此距离为布莱恩偏离；

20、计算模块，用于采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，所述角度误差为机床制造和装配时所产生的转角误差，该角度误差通过激光干涉仪直接测量获取。

21、第三方面，本发明提供一种机床直线度测量的误差补偿方法，包括：

22、将测量装置激光干涉仪布置在机床上，对光调试，使得激光干涉仪处于待测量状态；

23、录入数控系统的测量程序，使得数控系统的程序和激光干涉仪的测量参数设置一致；

24、测量机床的定位误差，生成误差补偿参数表；

25、基于机床布莱恩误差测量方法测量得到布莱恩误差值；

26、对所述误差补偿参数表和所述布莱恩误差值做叠加运算，生成补偿后的g代码驱动伺服电机作进给运动。

27、本发明所达到的有益效果：

28、本发明是考虑了测量过程中产生的误差，即布莱恩误差，其补偿值叠加了布莱恩误差作为机床的直线度误差。根据测量产生的误差值补偿到数控系统中，进而提高机床的加工精度。

技术特征：

1.一种机床布莱恩误差测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的机床布莱恩误差测量方法，其特征在于，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

3.根据权利要求1所述的机床布莱恩误差测量方法，其特征在于，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

4.根据权利要求1所述的机床布莱恩误差测量方法，其特征在于，所述采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，包括：

5.一种机床布莱恩误差测量装置，其特征在于，包括：

6.一种机床直线度测量的误差补偿方法，其特征在于，包括：

技术总结本发明公开了一种机床布莱恩误差测量方法、装置及机床直线度测量的误差补偿方法，包括：测量处于待测量状态的激光干涉仪反射镜的中心点与刀位点的距离，记录此距离为布莱恩偏离；采集激光干涉仪测量所产生的角度误差，根据所述角度误差和所述布莱恩偏离计算得到布莱恩误差值，所述角度误差为机床制造和装配时所产生的转角误差，该角度误差通过激光干涉仪直接测量获取。优点：本发明是考虑了测量过程中产生的误差，即布莱恩误差，其补偿值叠加了布莱恩误差作为机床的直线度误差。根据测量产生的误差值补偿到数控系统中，进而提高机床的加工精度。技术研发人员：刘宏伟,陈国华,李波,戴桂月,刘海燕,薛东受保护的技术使用者：湖北文理学院技术研发日：技术公布日：2024/6/11