数控机床误差辨识与解耦方法研究现状分析

机床误差检测结果中包含了多种误差成分，需借助一定的误差分离算法对误差进行解耦处理。误差辨识和解耦的原理非常复杂，通常与所采用的检测方法密切相关。国内外学者针对误差辨识开展了多方面的研究，开发出不少误差辨识方法，归结起来主要有综合误差测量辨识和间接误差测量辨识。

目前，导轨误差辨识的方法有利用Renishaw检查规、雷射追踪球杆、一维球列及TBB等测量仪器，建立误差与测量轨迹运动关系的辨识方法。2006年曲智勇等提出了一种十线法的误差辨识方法，该方法通过测量仿真区域内10条直线的位移误差，快速、精确地确定3个导轨的全部21项几何误差，缩短了误差辨识时间。这些方法辨识的原理是利用激光干涉仪测量机床工作空间内不同位置直线上的坐标点，利用位移的误差建立误差辨识方程来辨识三轴数控机床的21项基本误差。

2004年任永强等提出五轴数控机床各运动副的误差补偿运动量与刀具和工件间的误差值（位置及方向误差）之间存在一定的耦合关系，并基于小误差补偿运动假设，分析了误差运动和补偿运动间的相互关系，对五轴数控机床各运动副的位置及方向误差补偿运动进行了解耦。

2005年加拿大的S.H.H.Zargarbashi等也专门对转动轴的误差进行了研究，用DBB通过5次测量实现了该转动轴轴向误差、径向误差、偏摆误差等5项误差的辨识，每次测量都是一次安装，减少了人工干预，检测精度得到提高。(www.xing528.com)

2011年张宏韬提出了一种适合五轴数控机床特点的分步解耦补偿实施策略，首先进行姿态误差补偿，通过旋转轴的旋转运动将工件的实际姿态调整到与理想姿态相同，然后通过移动轴的平移运动进行位置误差补偿。

2010年胡建忠利用双球杆仪针对五轴数控机床的两个直线轴和任意一个旋转轴三轴联动运动进行圆度检测，制订了6种运动轨迹来检测机床的空间由此来对与五轴数控机床旋转相关的误差进行分离。

目前针对数控机床的误差辨识方法主要是运用激光干涉仪和球杆仪这两种检测工具进行不同检测路径的规划，并根据所建立的误差辨识模型进行误差辨识和分离。首先利用检测仪器将一些可以直接获得的误差项检测出来，减小误差的耦合项数，对一些不能直接测得的误差，通过制订特殊检测路径测量综合误差，其次利用误差辨识模型对各项误差进行辨识，最后得到各项相关的误差。