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大型五軸龍門誤差補(bǔ)償
閱讀：256 發(fā)布時(shí)間：2020-8-12小型機(jī)械零件可互換的概念在19世紀(jì)即已成為現(xiàn)實(shí)（主要是通過更嚴(yán)格地控制尺寸公差）。現(xiàn)在的任務(wù)則是要生產(chǎn)具有互換性的大型整體零件和復(fù)雜形狀零件（如航空零件），并減少將這些零件對(duì)準(zhǔn)和組裝為部件的勞動(dòng)密集型（因此也是非常昂貴的）工序。
機(jī)床制造商MAG美國公司的開發(fā)經(jīng)理Jim Dallam說，“沿著直線軸在很短的距離內(nèi)保持嚴(yán)格的尺寸公差并不難做到，但要在幾米的空間范圍內(nèi)沿著任意輪廓線和方向保證尺寸精度則要困難得多。"他指出，雖然大型整體零件在規(guī)定的尺寸公差范圍內(nèi)具有互換性，但這種公差往往太大，以至它們很難真正實(shí)現(xiàn)可互換（即具有完美的一致性）。
為了在具有1立方米或更大加工范圍的大型5軸機(jī)床加工中克服這種困難，MAG公司推出了一種空間誤差補(bǔ)償（VEC）系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠同時(shí)對(duì)機(jī)床所有運(yùn)動(dòng)軸的綜合路徑和位置誤差進(jìn)行快速分析與修正。這種空間誤差補(bǔ)償方法可將確定誤差補(bǔ)償所需要的時(shí)間從幾天縮短到幾小時(shí)。
VEC系統(tǒng)及方法是由一個(gè)政府/行業(yè)聯(lián)合體開發(fā)和驗(yàn)證的，并以由波音公司研發(fā)部門的Philip Freeman開發(fā)的算法為基礎(chǔ)。VEC系統(tǒng)可作為MAG新機(jī)床的一種可選配置提供，并可通過MAG公司的技術(shù)服務(wù)部門，用VEC系統(tǒng)對(duì)老式機(jī)床進(jìn)行現(xiàn)場升級(jí)改造。
Dallam解釋說，VEC系統(tǒng)采用一臺(tái)T3激光跟蹤儀、一個(gè)活動(dòng)靶鏡和由自動(dòng)精密公司（Automated Precision Inc.）開發(fā)的測量軟件（VEC測量方法也由該公司提供）來修正幾何形狀誤差。激光跟蹤儀發(fā)出的激光束射到安裝在機(jī)床主軸上的活動(dòng)靶鏡（反射鏡）上，反射鏡再將激光束反射回光源。數(shù)控程序?qū)Ψ瓷溏R進(jìn)行定位，生成200個(gè)點(diǎn)的點(diǎn)云，它代表了在機(jī)床工作范圍內(nèi)的一系列5軸“位姿"（指令位置）。
Dallam說，“激光跟蹤儀和活動(dòng)靶鏡始終鎖定激光束，因此，當(dāng)機(jī)床運(yùn)動(dòng)并在一個(gè)位置停下時(shí)，激光跟蹤儀就知道靶鏡在真實(shí)空間中的位置，機(jī)床也知道它在指令空間中的位置。"經(jīng)過3次運(yùn)行后，軟件就能建立所需空間補(bǔ)償量的模型（多項(xiàng)式聯(lián)立方程組）。在路徑移動(dòng)時(shí)，機(jī)床控制系統(tǒng)的編譯循環(huán)功能對(duì)這些方程組進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，從而可在很大程度上提高機(jī)床加工精度。
據(jù)波音公司介紹，在一些大型計(jì)劃（如F-18戰(zhàn)斗機(jī)和波音700型系列飛機(jī)的生產(chǎn)）中，這種空間誤差補(bǔ)償系統(tǒng)通過顯著降低組裝和裝配成本，每年可望節(jié)省1億美元。