九线法检测原理详解

以X轴为例说明X轴单元误差辨识过程。运动部件在运动过程中所产生的6项基本误差，其几何特征如图6.2所示。运动部件沿X轴平动，当运动到某一时刻t时，在工作台坐标系中选择如图6.2所示的3条直线1、2和3，分别在其上选取A1、A2、A3点，测出其位移误差Δx（1）、Δx（2）和Δx（3），并在A1点测出直线1的Y轴方向和Z轴方向的直线度误差Δyx（1）和Δzx（1），在A2点测出直线2在Y轴方向的直线度误差Δyx（2）。根据6项基本误差的几何特征可知，Δγx在X、Y方向，Δβx在X、Z方向，Δαx在Y、Z方向，也会产生位移误差，从而可以得到6个关系式为

图6.2　沿X轴平动的参数测量

根据图6.2，3个测量点的坐标y1，y3，z2，z3均为零，则式（6.1）可写为

若用矩阵表示，令

则有

当z1、y2均不等于0时，Ax可逆，有

X轴运动到t时刻的6项误差就可以从上述3个位移值和3个直线度值中分离出来。同样，Y、Z轴的6项误差也可用同样的方法分离出来。

利用激光干涉仪基于九线法对五轴数控机床3个直线轴进行检测的部分结果如图6.3—图6.11所示。

图6.3　X轴定位误差(www.xing528.com)

图6.4　Y轴定位误差

图6.5　Z轴定位误差

图6.6　X轴Y向直线度误差

图6.7　X轴Z向直线度误差

图6.8　Y轴X向直线度误差

图6.9　Y轴Z向直线度误差

图6.10　Z轴X向直线度误差

图6.11　Z轴Y向直线度误差