行加工。
[0023] 所述步驟2或步驟9或步驟13中的樣條函數為=次樣條函數。
[0024] 所述步驟1中的導軌直線度和各測量間隔點直線度偏差值采用最小二乘法擬合 原始偏差數據獲得。
[00巧]所述步驟5中的各測量間隔點補償后直線度偏差值采用最小二乘法擬合補償后 原始偏差數據獲得。 陽0%] 所述步驟6中的誤差闊值不小于0. 9。
[0027] 所述微進給補償裝置為壓電陶瓷驅動的柔性較鏈導向機構，伸出端可安裝刀具。
[0028] 所述步驟1中，用雙頻激光干設儀檢測每次各測量間隔點在X方向的原始偏差數 據。
[0029] 所述步驟5中，用雙頻激光干設儀檢測每次各測量間隔點在X方向的補償后原始 偏差數據。
[0030] 所述步驟10中，利用電感測微儀或者激光位移傳感器檢測軸類零件一條水平母 線上各測量間隔點的零件直線度偏差ll。
[0031] 所述步驟11中利用氣動量儀檢測一個測量間隔點處軸類零件的截面直徑。
[0032] 本發明與現有技術相比的優點在于：
[0033] 1)在多次測量的原始偏差數據基礎上建立直線度偏差連續函數，增加足夠多的附 加間隔點，利用插值法對導軌進行連續補償，防止出現臺階，可W明顯改善工件的表面粗糖 度；
[0034] 2)對補償后的導軌直線度進行再次測量、數據分析和補償值修正，可W進一步提 高導軌直線度，補償后的機床導軌直線度可W達到亞微米級精度；
[0035] 3)合理安排工序和留取加工余量，將補償后的亞微米級直線度導軌作為工件直線 度檢測的基準，利用導軌驅動位移傳感器沿零件母線勻速運動實現對零件的直線度檢測， 同時利用氣動量儀實現對零件特定位置外徑的檢測，實現整個工件直線度和尺寸精度的測 量，最后利用亞微米級定位精度的微進給補償裝置對零件直線度偏差和尺寸偏差進行補償 加工，使機床的實際加工精度高于其本身的最大加工精度，從而滿足零件加工精度的要求。 此方法可W避免工件離線檢測和再次安裝，并實現整個工件直線度和尺寸精度的測量，提 高加工效率和加工精度。
[0036] 4)提出了一種同時對機床誤差和工件誤差進行補償的系統性方法，即機床誤差檢 測-機床誤差補償-工件加工工序安排-工件誤差檢測-工件誤差補償，可W利用低精度 機床實現高精度工件的加工。
【附圖說明】
[0037] 圖1為本發明的補償系統組成示意圖；
[0038] 圖2為數控車床的坐標圖；
[0039] 圖3為補償前5次檢測車床Z軸從400mm單向移動至190mm時各測量間隔點在X 方向上的直線度偏差數據圖；
[0040] 圖4為補償前車床Z軸從400mm單向移動至190mm時各測量間隔點在X方向上的 直線度偏差和微進給補償裝置伸出量數據圖；
[0041] 圖5為Z軸坐標點190mm至Z軸坐標點400mm的直線度偏差連續函數和與突變補 償函數的效果對比圖；
[0042] 圖6為補償后5次檢測車床Z軸從400mm單向移動至190mm時各測量間隔點在X 方向上的補償后直線度偏差數據圖； 陽0創圖7為補償后車床Z軸從400mm單向移動至190mm時各測量間隔點在X方向上的 補償后直線度偏差、直線度偏差修正值和第二伸出量數據圖； W44] 圖8為根據修正值進行4次補償后車床Z軸從400mm單向移動至190mm時各坐標 點在X方向上的補償后直線度偏差數據圖；
[0045] 圖9為軸類零件示意圖。
【具體實施方式】
[0046] 如圖1和圖2所示的加工系統，包括微機、控制器、微進給補償裝置、遁板、車床導 軌、電感測微儀、雙頻激光干設儀、外徑檢測裝置和軸類零件，Z軸與加工導軌平行，X軸與Z 軸在水平方向垂直，數控車床為180CCN數控車床，機床定位誤差為2ym，對該數控車床的Z 軸常用行程400mm至190mm進行軸類加工。
[0047] 步驟1，將雙頻激光干設儀的分光鏡安裝在微進給補償裝置的伸出端，反光鏡固定 在機床上，數控車床勻速沿Z向導軌由坐標400mm移動至190mm，每間隔10mm停頓10秒，待 機床和測量系統穩定后利用雙頻激光干設儀檢測每個間隔點在X軸方向的直線度原始偏 差數據Zlx、Z2x、Z3x……Z22X，共檢測5次，如圖4所示。然后利用最小二乘法計算得到擬 合直線，得到各次檢測的直線度W及每個測量間隔點的在X方向上的直線度偏差值，將得 到的5次測量結果取平均，得到在測量間隔點的直線度偏差yi(i= 1，2,…，22)。直線度偏 差值為各測量間隔點的原始偏差數據與擬合直線上各測量間隔點的擬合值的差。
[0048] 微進給補償裝置參照2013年哈爾濱工業大學工學碩±論文，《高精度軸類零件加 工誤差補償技術研究》，作者羨學磊。 W例具體檢測數據如表1、圖3和圖4中菱形標記點所示。
[0050] 表1 5次檢測在測量間隔點在X方向上的直線度偏差值及直線度偏差
[0051]
[0052] 步驟2,計算數控車床沿Z軸單向移動時在X方向的直線度偏差連續函數：
[0053] 已知機床直線度檢測的測量間隔點坐標為Xii，其直線度偏差分別為Yw且滿足 y'。= 0,得到兩個測量間隔點之間的S次樣條函數，記為巧=gu(x)(i= 1，2,…，21)， 函數形式為：
[0054]
陽化5] (ii= 1，2,…，21)。如圖5中的粗實線為由各測量間隔點建立的S次樣條函數 圖。圖5中的細實線為突變補償曲線。
[0056] 步驟3,通過離線編程將直線度偏差連續函數記錄入微機中；在相鄰兩個測量間 隔點之間設置N-1個附加間隔點，將相鄰兩個測量間隔點均分為N段，相鄰的附加間隔點或 者相鄰的附加間隔點與測量間隔點的直線度偏差最大值應小于表面粗糖度要求值。運里表 面粗糖度要求為RaO. 05。在相鄰兩個測量間隔點之間設置49個附加間隔點，則每段長度
(i= 1，2,…，1030)，微機中的直線度偏差連續函數的輸入 量為每個測量間隔點和附加間隔點的機床Z軸坐標值，輸出量為對應的直線度偏差y,(j= 1，2,…，1030)。
[0057] 步驟4,將微進給補償裝置安裝于機床遁板上，微進給補償裝置伸出方向與X軸方 向相反，利用微機控制微進給補償裝置在X方向進行預伸出，預伸出量為a;微進給補償裝 置可W為壓電陶瓷驅動的柔性較鏈導向機構，伸出端可安裝刀柄和刀具。微進給補償裝置 的預伸出量a大于所述步驟1中多次測量得到的導軌直線度最大值，小于微進給補償裝置 行程。
[0058] 本實施例中，微進給補償裝置為壓電陶瓷驅動的圓弧形柔性較鏈導向機構，裝置 的行程為0ym-9. 5ym，定位精度0. 125ym，響應頻率> 200Hz，剛度270N/ym。由表1可 知Z軸導軌直線度約2ym，為保證可W進行直線度補償，利用微機控制微進給補償裝置在X 方向進行預伸出量定為3ym。
[0059] 步驟5,機床作為服務器，微機作為客戶端，微機通過發送讀取信息請求實現獲取 機床實時Z軸坐標值，在測量間隔點和附加間隔點，利