外文翻译--数控机床的核心及动力测量值的几何误差

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1、毕业设计 (论文 )外文资料翻译 系 部： 机械工程系 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 学 号： 外文出处： Proceedings of SPIE Vol. 4222 (2000) 0277-786X! 附 件： 1.外文资料译文； 2.外文原文。 指导教师评语： 签名： 年 月 日 附件 1：外文资料翻译译文 数控机床的核心及动力测量值的几何误差 摘 要 在这篇论文中，介绍了一个用于测量数控机床上所有动力学方面几何误差的系统，并且给出了一些实验结果。这些实验结果表明了一些静态与动态误差特性间的重要差异。通过关于在动态信号 运动或暂停时的 分析，会发现数控机床上一些错误的方法。另外 ，

2、用这个系统任何一种形态的轮廓误差可以被直接地测量而不需要用到一个 球型金属块或者别的什么装置，它可以提供一个简单而又实用的估计 数控机床轮廓误差的方法。 关键词 ： 机床用具度量衡 几何误差 动态测量 1序言 在过去的几年中，机床的校准对于机床的制造方和使用方来说变得愈加重要，每个国家都有它承认的标准去评估数控机床的性能 13。然而，在这些标准中几乎所有的几何误差都是在静态或类似静态的情形下被测量出的。换句话说，机器的轴被移动到特定的位置，停止转动的时候被测量记录的。这个过程明显很耗费时间，也可能 很耗费劳力。现今很多如惠普 5529A 激光测量系统 和 雷尼绍 激光干涉系统的 现代化测量系统

3、提高了校准效率。这些校准包括自动收集信息，自动调调整校准部分程序和机械补偿参数。这些工具可以简化校准过程，费较小的劳力。但是他们也不能克服只能在静态情况下测量的限制。很长的测量周期加购买测量器械的花费使得整个校准过程异常昂贵。如果机械很大而且可能出现误差的地方又多的话将会花费更多。众所周知，一台三轴机床有 21 处可能出现几何误差的地方需要测量。另外，当数控机床在工作状态加工零件时，机床的静态几何误差并不是表现出来的那么正确。机 床是由机械部分、电部分和数字化部分等组成，每个组成部分都在一定的条件下起作用，比如速度，加速度，摩擦力，牵引力，能量变化等。所有因素都影响机床的正常工作状态，并且机床

4、的动力传输都假定在静态状态下。 因此，有必要评估 机床的 动态性能并且去研究精确地测量机床动态几何误差 2动态测量系统 为了评估机床的动态性能，一个比较研究被正式纳入从两个基本调查中得出的结果。首先，机床的静态 几何误差由惠普激 光干涉仪测量。其次，同一台机床的动态几何误差由 house-built 数据采集系统同时 图 1 机床的动态几何测量工作示意图 采集，高转速，基于时间的测量，来比较编码器读数与激光干涉仪读数。图 1 显示了机床的动态几何测量误差的相关机构 4。在这一动态测量系统中，使用 Zygo Axiom 2/20 激光干涉仪，因为它可以允许数控机床的工作台或轴的移动速度达到 1

5、.8m/min ，它是惠普激光系统的 5 倍速度。同时， house-built 数据收集和处理系统被使用。它主要由一个 Ariel DSP 的接口卡与全局总线 +数字接口和 l6M 的随机存储器，house-built 控制电子，和一个使用 C 和 Visual Basic 软件的 PC 接口组成。在机床动态测量的实验中，模型 Monarch 45 数控铣床加工中心被用作对象的测试。在开始测量前，当 Monarch 数控铣床加工中心通电并处于一个静态的情况下，整个数据采集系统开始收集数据。测量出的背景噪声代表了测量系统本身的误差和主轴的振动。许多实验表明，当机床已适当调整过后，最大误差小于 0.5 微米。 3 .实验结果和讨论 3.1 静态和动态测量值的对比