基于圆与非圆组合轨迹的数控机床误差分步测试与溯因新方法

研究基于圆与非圆指令轨迹（直线、直角折线或三角锯齿形轨迹等）相结合的数控机床空间误差高效在机的分步测试、辨识与溯因新方法。根据多轴数控机床空间运动误差（包括几何运动误差及动态误差）的综合模型，研究各误差分量与各种指令轨迹运动误差之间的复映关系。在此基础上，基于圆轨迹和上述非圆轨迹相结合的测量方法，构造并优选出多轴数控机床各移动误差、转角误差以及转台各几何运动误差的最优分步测量分组和分离辨识方法，解析建立相应的测量辨识控制方程。采用Monte Carlo仿真模拟方法，以不同测量平面内的圆误差轨迹和非圆轨迹图谱为工具，研究上述各误差的局部合成与整体综合以及综合后的溯因分解方法。基于平面光栅等测量工具和前述理论，实现各空间误差元素分步测试与溯因新方法的实验验证。开发有自己特色的NC装备误差非接触、高效分步测试-机理分析-辨识溯源新方法，为装备现场高效高精度检测补偿和高品质验收维护奠定理论基础。

研究基于圆与非圆指令轨迹（直线、直角折线或三角锯齿形轨迹等）相结合的数控机床空间误差高效在机的分步测试、辨识与溯因新方法。根据多轴数控机床空间运动误差（包括几何运动误差及动态误差）的综合模型，研究各误差分量与各种指令轨迹运动误差之间的复映关系。在此基础上，基于圆轨迹和上述非圆轨迹相结合的测量方法，构造并优选出多轴数控机床各移动误差、转角误差以及转台各几何运动误差的最优分步测量分组和分离辨识方法，解析建立相应的测量辨识控制方程。通过检测三个坐标平面内直线（折线）运动轨迹精度得到包括位置误差、直线度、垂直度在内的12项直线性误差，再通过三个坐标平面内检测圆运动轨迹精度，依次辨识得到9项角偏误差，从而实现三轴机床全部21项几何运动误差的检测。并根据该方法，分析了在不同测量顺序下各坐标平面内角偏误差的解算情况，据此总结出8种可行的角偏误差辨识方案。针对4-5轴转台几何误差，提出基于球杆仪的五轴机床旋转轴PIGE和PDGE的测量方法。针对PIGE设计了A轴和C轴一起转动而实现的圆轨迹。通过三种测量模式的测量可以得到8项PIGE的解析解；针对PDGE的测量，对每一个旋转轴提出了五种测量轨迹模式，基于测量结果，可以解耦得到两个旋转轴除了滚转误差之外的10项PDGEs，以不同测量平面内的圆误差轨迹为工具，研究上述各误差的溯因分解方法。基于平面光栅和双球规等测量工具和前述理论，实现各空间误差元素分步测试与溯因新方法的实验验证。开发有自己特色的NC装备误差非接触、高效分步测试-机理分析-辨识溯源新方法，为装备现场高效高精度检测补偿和高品质验收维护奠定理论基础。