数控机床空间误差的预测结果

利用多体系统理论所建立的机床空间误差计算结果如图6.14—图6.17所示。其中，图6.16为机床工作空间顶点和对角线交点示意图。图6.17为各顶点和对角线交点在X、Y、Z 3个方向的误差分量。由图6.17可知，机床工作空间区域内在体对角线交点和工作台中心的精度比在各顶点处的精度高，而顶点6和顶点8在3个方向的误差最大，可以根据不同时期机床的检测精度结果，计算机床工作空间的误差和机床目前的精度状况，有针对性地采取措施避免机床精度超差对零件加工的影响。

如图6.18—图6.20所示为XY平面在x、y、z方向的误差分量dx、dy、dz。如图6.21—图6.23所示为YZ平面在x、y、z方向的误差分量dx、dy、dz。如图6.24—图6.26所示为XZ平面在x、y、z方向的误差分量dx、dy、dz。

图6.14　机床工作空间理论位置点

图6.15　机床工作空间实际位置点

图6.16　机床工作空间顶点和对角线交点示意图

图6.17　各顶点和对角线交点误差检测结果

1—X方向；2—Y方向；3—Z方向

由图6.18、图6.21、图6.24可知，在XY平面、YZ平面和XZ平面X向误差分量的变化趋势一致，误差值的大小都是随着各轴行程的增加而逐渐向正向变大，且YZ平面和XZ平面X向误差分量都是随着Z轴行程的增加而逐渐变大，XY平面X向误差分量则随着Y轴行程的增加而逐渐变大。

由图6.19、图6.22、图6.25可知，在XY平面、YZ平面和XZ平面Y向误差分量的变化趋势一致，误差值的大小都是随着各轴行程的增加而逐渐向负向变大，且YZ平面和XZ平面Y向误差分量都是随着Z轴行程的增加而逐渐变大，XY平面Y向误差分量则随着X轴行程的增加而逐渐变大。

图6.18　XY平面X向误差分量

图6.19　XY平面Y向误差分量

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图6.20　XY平面Z向误差分量

图6.21　YZ平面X向误差分量

图6.22　YZ平面Y向误差分量

图6.23　YZ平面Z向误差分量

图6.24　XZ平面X向误差分量

图6.25　XZ平面Y向误差分量

由图6.20、图6.23、图6.26可知，在XY平面、YZ平面和XZ平面Z向误差分量的变化趋势一致，误差值的大小都是随着各轴行程的增加而有起伏的变化，且YZ平面和XZ平面Y向误差分量都是随着Z轴行程的增加而逐渐变大，XY平面Z向误差分量则随着Y轴行程的增加而逐渐变大。

如图6.27所示为数控机床在工作空间区域内X、Y、Z三个方向的误差分布图。

图6.26　XZ平面Z向误差分量

图6.27　X、Y、Z三个方向误差分布