[发明专利]一种用于在数控机床上AC摆角误差补偿的方法

说明书

本发明涉及一种用于在数控机床上AC摆角误差补偿的方法，包括以下步骤：步骤一：通过在数控机床上安装校验块，所述数控机床的坐标系为X、Y、Z；步骤二：通过数控机床上在校验块上加工X‑平面、Y‑平面和Z平面；步骤三：通过探头分别测量数控机床上机床摆角在校验块的X‑平面、Y‑平面和Z平面上误差：步骤四：根据步骤三中得出的误差值对加床运行时X、Y、Z坐标的误差进行补偿。本发明通过对校验块进行测量与补偿的误差是机床当前加工状态下的综合误差，能够对机床AC摆角误差起到更好的补偿，保证产品位置精度，操作简单，通用性强，无需借助其它的工具软件来计算，效率极高，产品位置精度高。

技术领域

本发明属于机床加工技术领域，尤其涉及一种用于在数控机床上AC摆角误差补偿的方法。

背景技术

现代机械制造技术正朝着高效、高质、高精度、高集成和高智能方向发展。精密和超精密加工技术已成为现代机械制造中最重要的组成部分和发展方向，并成为提高国际竞争能力的关键技术，由于在机床的各种误差源中，热误差以及几何误差占70％以上，故减少这两项误差对于提高机床的整体精度具有十分重要意义，目前，提高机床精度的方法主要分为误差避免法和误差补偿法，前者主要靠通过机床的制造、安装等方法来保证，且经济上的代价是巨大的；后者主要通过人为的造成一种新的误差来抵消原始误差，从而达到提高精度的目的，因此，误差补偿法是一种经济有效的方法，。

特别是在航空制造业中，飞机结构件形状复杂，位置精度要求高，加工部位多，通常采用高档五轴联动数控机床进行加工，由于AC摆角数控机床，如图1所示，摆角结构紧凑，摆角范围大：A轴可达±110°、C轴可达±360°，常用于大型复杂飞机结构件的空间尺寸加工，如空间曲面，空间制孔等，给加工带来了极大的便利。

专利号为CN105404237A ,申请日为2015-11-10，公开了一种基于空间网格补偿方式的数控机床空间误差建模方法，主要包括以下步骤：第一步，根据机床类型，基于多体系统理论，运用齐次坐标变换方法，建立三轴数控机床空间误差的通用模型；第二步，对模型中的21项几何误差元素，采用激光干涉仪进行测量，并建模；第三步，对数控机床空间误差进行补偿。

上述专利通过综合了静态几何误差和动态热误差建模的两种方法，将综合模型表达式组合分离为独立的位置影响项和温度影响项，位置误差影响项采取空间网格补偿列表形式，温度误差影响项采取实时采集的形式，由此实现综合补偿。但是上述专利的两种方法都未考虑由于机床本身零部件的制造精度、装配误差以及加工过程中的热膨胀、变形误差的因素，当零件加工精度要求较高和机床主轴摆角幅度较大时，上述两种补偿方法都难以满足零件的加工精度，会造成产品位置精度超差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种用于在数控机床上AC摆角误差补偿的方法，此方法通过数控机床主轴在AC摆角的状态下对校验块进行测量与补偿的误差，能够对机床主轴摆角误差起到更好的补偿，保证产品位置精度，且操作简单，通用性强，无需借助其它的工具软件来计算，效率极高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

1、一种用于在数控机床上AC摆角误差补偿的方法，包括以下步骤：

步骤一：在数控机床上安装校验块，所述数控机床的坐标系为X、Y、Z；

步骤二：在数控机床上在校验块上加工出3个基准平面，所述3个基准平面分别为X-平面、Y-平面和Z平面；

步骤三：借助探头分别测量数控机床上机床摆角在校验块的X-平面、Y-平面和Z平面上误差：

（1）机床摆角的X坐标系误差测量

机床摆角为：A0°、C0°，X-平面的X坐标的基准值为X0；

机床摆角为：A-90°、C0°，X-平面的X坐标基准值为X1，X坐标的误差值为ΔX1=X1-X0；