基于几何动态模型的圆度误差分离模拟。.PDFVIP

第34卷第1期 振动、测试与诊断 v。1．34N。．1 2014年2月 Feb．2014 of Journal Vibration，MeasurementDiagnosis 基于几何动态模型的圆度误差分离模拟。 梁 霖1， 刘 飞1， 徐光华1’2， 针 钊1 (1．西安交通大学机械工程学院西安，710049) (2．西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安，710054) 摘要针对精密加工过程中影响圆度误差分离精度的问题，提出了一种基于几何动态模型的圆度误差分离模拟方 法。在主轴空间运动规律的基础上，通过回转体轴心的自转和公转关系建立工件截面的几何模拟动态模型。结合 三点法圆度误差分离技术实现了动态条件下的圆度误差准确表示，并分析研究了传感器安装角度与干扰误差对圆 度误差分离精度的影响。数值实验分析表明，建立的几何模型分析有利于研究回转加工中圆度误差分离结果的正 确性，达到了提高误差分离精度及抑制误差对加工精度影响的目的。 关键词 圆度误差；三点法；误差分离；动态模型 中图分类号THl61．5 引 言 1 圆度误差分离的几何动态模拟原理 随着加工制造业的不断发展，高速高精加工需 1．1 圆度误差分离技术的探讨 求已成为发展的主要方向。对于精密回转体加工来 三点法圆度误差分离的前提是“小偏差、小误 说，如何有效地控制加工截面的圆度误差将成为保 障零件成形质量的基本要求。当圆度误差量值与回 差”假设。由于忽略了动态回转状态下轴心轨迹波 转误差量值在同一个级别或者相差几个级别时，必 动，所以可视为圆度误差的静态分离，它只验证了三 须应用误差分离技术准确获得圆度误差值。国内外 点法原理的可解性，并不能验证动态测量条件下回 已有许多学者对圆度误差分离技术进行了研 转误差及圆度误差分离的正确性。在动态测试过程 究[1。1川，但是这些研究主要集中在分离方法以及误 中，轴心回转运动的误差通过工件传递反映在传感 差分离模型等方面。对于在精密加工中利用圆度误 器的输出数据上。研究动态回转加工中圆度误差的 差分离控制加工成形误差的机理研究还相对较少， 形成机理及分离正确性时，首先要推演出回转体运 这就限制了精密圆度误差检测在加工过程中的实际 动状态，反向确定圆度误差在回转条件下的形成过 应用。 程以及复原精度。然后，再实现动态条件下的三点 针对加工中圆度误差分离精度的问题，笔者提 法圆度误差分离技术的应用，并获得准确测量结果 出了一种基于几何动态模型的圆度误差分离模拟方 及影响因素分析。 法。首先，对误差分离中的重点问题以及影响因素 进行了分析，并阐述了基于几何动态模拟的圆度误 1．2三点法圆度误差分离的原理 差分离的反向分析方法，利用动态模型分析圆度误 图1为三点法圆度误差分离测试的模型，其 差分离机理；然后，分析误差分离对评价量值结果的 中：S，，sz，s。分别代表主轴测量截面上的3支传感 影响因素，并获得最优的传感器测量角度值以及谐 波抑制措施。建立