類零件進行補償加工。
[0096] 表8微進給補償裝置在各測量間隔點的直線度偏差修正終值
[0097]
[0098] 在進行直線度和尺寸精度檢測W及軸類零件補償加工時零件、刀具不得拆卸和重 復裝夾，機床X向導軌保持不變。
[0099] 本發明未詳細說明部分屬于本領域技術人員公知技術。
【主權項】
1. 一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，其特征在于包括以下步驟： 步驟1，將微進給補償裝置安裝于數控車床遛板上，在數控車床導軌上選取n個測量間 隔點，控制數控車床沿導軌單向移動m次，在微進給補償裝置的伸出端檢測每次各測量間 隔點在X方向的原始偏差數據Zix，i= 1，2,…，n;根據原始偏差數據，計算得到每次檢測 車床沿導軌單向移動時各測量間隔點在X方向的直線度和直線度偏差值，再根據每次的測 量結果取平均，計算得到各測量間隔點在X方向的直線度偏差yi，所述X方向與導軌在水平 面內垂直，n、m為正整數，微進給補償裝置的出事伸出量為O; 步驟2,擬合樣條函數得到兩個相鄰測量間隔點之間的直線度偏差連續函數； 步驟3,在相鄰兩個測量間隔點之間設置N-I個附加間隔點，所述附加間隔點應使得相 鄰的附加間隔點之間或者相鄰的附加間隔點與測量間隔點之間的直線度偏差的差值小于 待加工軸類零件的表面粗糙度要求值； 步驟4,控制微進給補償裝置在X方向進行預伸出，預伸出量a大于m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； 步驟5,讀取數控車床導軌實時位置，在測量間隔點和附加間隔點，根據步驟2建立的 直線度偏差連續函數計算微進給補償裝置在當前位置的第一伸出量，第一伸出量S8]=預 伸出量a-當前位置直線度偏差y，，j= 1，2,…，（N*n_N+l)，并驅動微進給補償裝置在X方 向進行伸縮運動，使微進給補償裝置的伸出量為第一伸出量，在此條件下，控制數控車床沿 導軌單向移動w次，在微進給補償裝置的伸出端檢測每次各測量間隔點在X方向的補償后 原始偏差數據，根據補償后原始偏差數據，計算得到每次檢測各測量間隔點的補償后直線 度偏差值，再根據每次的測量結果取平均，計算得到導軌在X方向的補償后直線度偏差h， w是正整數； 步驟6,判斷各坐標點重復性，若重復性指標達到誤差閾值以上，則進入步驟7,若重復 性指標未達到誤差閾值以上，則結束操作；重復性指標為w次測量補償后直線度偏差值符 號保持不變的坐標點的數量與所有坐標點數量的比； 步驟7，將匕與yi相加，得到各測量間隔點直線度偏差修正值k1; 步驟8,獲取待加工軸類零件，所述待加工軸類零件的加工余量小于微進給補償裝置行 程； 步驟9,根據Ic1，擬合樣條函數，建立直線度偏差修正連續函數； 步驟10,控制微進給補償裝置在X方向進行預伸出，預伸出量為a;將加工刀具安裝在 微進給補償裝置伸出端，將待加工軸類零件安裝在加工位置，讀取數控車床導軌實時位置， 在測量間隔點和附加間隔點，根據步驟9建立的直線度偏差修正連續函數計算微進給補償 裝置在當前位置的第二伸出量Sm]，第二伸出量Sm]=預伸出量a-當前位置直線度偏差 修正值k,，并驅動微進給補償裝置在X方向進行伸縮運動，使微進給補償裝置的伸出量為第 二伸出量，在此條件下，在微進給補償裝置的伸出端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1 1; 步驟11，檢測一個測量間隔點處軸類零件的截面直徑，得到該測量間隔點處直徑單邊 余量a; 步驟12,將各測量間隔點直線度偏差修正值Ic1和零件直線度偏差1 1進行累加，得到在 各測量間隔點直線度偏差修正終值Cl，C1=(kfb) + (I1I)，其中b和e分別為步驟11中所 述的測量間隔點處的直線度偏差修正值和軸類零件直線度偏差； 步驟13,根據C1，擬合樣條函數，計算直線度偏差修正終值連續函數； 步驟14,控制微進給補償裝置在X方向進行預伸出，伸出量等于步驟11測得的單邊余 量a，讀取數控車床導軌實時位置，在測量間隔點和附加間隔點位置，根據直線度偏差修正 終值連續函數計算微進給補償裝置在當前位置的第三伸出量SU]，第三伸出量Su]=a-當 前位置直線度偏差修正終值c,，驅動微進給補償裝置在X方向進行伸縮運動，使微進給補償 裝置的伸出量為第三伸出量，控制數控車床沿導軌單向移動，利用微進給補償裝置上的加 工刀具對待加工軸類零件進行加工。2. 根據權利要求1所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，其特 征在于：所述步驟2或步驟9或步驟13中的樣條函數為三次樣條函數。3. 根據權利要求1所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，其特 征在于：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。4. 根據權利要求3所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，其特 征在于：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。5. 根據權利要求1至4之一所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方 法，其特征在于：所述步驟6中的誤差閾值不小于0.9。6. 根據權利要求1至4之一所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方 法，其特征在于：所述微進給補償裝置為壓電陶瓷驅動的柔性鉸鏈導向機構，伸出端可安裝 刀具。7. 根據權利要求1至4之一所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方 法，其特征在于：所述步驟1中，用雙頻激光干涉儀檢測每次各測量間隔點在X方向的原始 偏差數據。8. 根據權利要求7所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，其特 征在于：所述步驟5中，用雙頻激光干涉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。9. 根據權利要求1至4之一所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方 法，其特征在于：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込。10. 根據權利要求1至4之一所述的一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工 方法，其特征在于：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。
【專利摘要】一種基于多次檢測和補償的高精度軸類零件加工方法，針對數控車床，利用微進給補償裝置作為附加硬件，對導軌直線度偏差、零件直線度偏差和零件尺寸偏差進行補償。建立三次樣條函數，利用插值法對導軌直線度偏差進行兩次補償，將補償后的導軌作為基準，檢測零件的直線度，并利用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，從而實現高尺寸精度和直線度軸類零件的加工。本發明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。補償后導軌的直線度和定位精度可以達到亞微米級精度。
【IPC分類】B23Q15/12, B23Q15/013
【公開號】CN105171521
【申請號】
【發明人】韓建超, 李茂偉, 樊曉霞, 張玉良, 王磊, 李娜, 楊三強, 路勇, 陸國棟, 周明
【申請人】北京衛星制造廠
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年10月13日