[发明专利]基于组合面型的数控机床直行误差辨识方法

权利要求书

1.一种基于组合面型的数控机床直行误差辨识方法，通过待测机床测量已标定的旋转抛物面与平面组合阵列基准件，直接或间接地测量数控机床直行运动时产生的6项几何误差，包括定位误差δ_x(x)，水平直线度误差δ_y(x)，垂直直线度误差δ_z(x)，滚转角ε_x(x)，偏摆角ε_z(x)和俯仰角ε_y(x)；所述的旋转抛物面与平面组合阵列基准件，包括一维基准件，以及固定在其上的多个基准靶标，每个基准靶标包括旋转抛物面和平面，旋转抛物面用以辨识位置误差，平面用以辨识角度误差，通过机床主轴带动角度传感器在一维基准件上进行测量得到直行运动产生的6项几何误差，步骤如下：

先用激光干涉仪或者比待测机床精度更高的机床标定各个基准靶标之间的相对位置与角度关系，对于每一个旋转抛物面，都存在一点使得该点处的切平面与该抛物面对应的平面平行，该点被定义为此抛物面的特征点；在基准件坐标系中，设第一个靶标的抛物面特征点坐标为(0，0)，平面二维角度为(0，0)；用高精度方法标定出其他靶标的抛物面特征点坐标与第一个抛物面特征点坐标的差值(X_Fi，Y_Fi)，以及相对角度坐标(θ_xi，θ_yi)；

正式测量前，使旋转抛物面与平面组合阵列基准件尽量与机床X轴方向保持平行，在测量过程中保持旋转抛物面与平面组合阵列基准件横放固定在机床上；通过机床带动传感器测得基准件坐标系下各个靶标之间的相对位置与角度关系，其中抛物面特征点相对坐标为：(X_Fi′，Y_Fi′)，相对角度坐标为：(θ_xi′，θ_yi′)；比较高精度方法标定出的相对位置与角度坐标和待测机床测量得到的相对位置与角度坐标，计算出机床在X方向运动时产生的定位误差、水平直线度误差、俯仰角误差和滚转角误差；

保持旋转抛物面与平面组合阵列基准件与机床X轴方向平行，将旋转抛物面与平面组合阵列基准件竖放固定在机床上；通过机床带动传感器测得基准件坐标系下各个靶标之间的相对位置与角度关系，其中抛物面特征点相对坐标为：(X_Fi″，Y_Fi″)，相对角度坐标为：(θ_xi″，θ_yi″)；再通过与高精度方法的标定值比较，计算出机床在X方向运动时产生的垂直直线度误差和偏摆角误差。