數(shù)控鉆床三維空間差錯抵償技能的運用newmaker以來，空間精度抵償技能一向運用于三坐標丈量機上，以三坐標丈量機作為計量用具而對其較高的精度需要， 而其機械制造與電器調(diào)試的精度難以滿意有關(guān)需要。通常三坐標丈量機都經(jīng)過抵償，使其能滿意完結(jié)丈量的需要。跟著數(shù)控鉆床技能的不斷展開，對鉆床精度的需要也越來越高?，F(xiàn)有鉆床精度單從機械設計和硬件制造上來考慮，變成制約職業(yè)展開的一個遍及作為三坐標丈量機職業(yè)中丈量技能前鋒的英國（Renishaw）公司，在將其三坐標丈量機UCC 控制器中"空間差錯抵償技能"成功運用十后，關(guān)于Fanuc、Siemens 等數(shù)控體系，推出"空間差錯抵償技能"。以雷尼紹老練的XL-80 激光干與儀（如圖1 所示）和QC-20 球桿儀作為測驗根底，向市場推出RVC-Fanuc和RVC-Siemens 兩套空間差錯批改軟件，以合作具有三維空間抵償選項的選用Fanuc 或 Siemens 數(shù)控體系的加工中心、數(shù)控鏜銑和龍門鉆床來進步其空間精度。從當前用戶實際運用的反應標明，RVC 軟件在有關(guān)數(shù)控鉆床上運用靈敏、簡潔，作用顯著。遇到的瓶頸。將三坐標丈量機的空間精度抵償技能引進到數(shù)控鉆床上，可成功地處理數(shù)控鉆床精度再進步的要害疑問。

抵償原理 1 數(shù)控鉆床幾許精度常見的21 項差錯 在鉆床的三軸移動空間中，共有9 個平移差錯參數(shù)，9 個視點差錯參數(shù)和3 個筆直度差錯參數(shù)，總計21項差錯。要將21 項差錯對機器空間方位的影響，需要將各項差錯地檢測出來，并研討有關(guān)軟件，將檢測的差錯數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有相應功用的數(shù)控體系所能承受的參數(shù)，供給給體系抵償成果，然后進步鉆床空間精度。 在實際情況中，一臺鉆床的差錯緣由會是多種差錯的疊加作用的成果，單一差錯丈量顯著無法進步鉆床的幾許精度， 格外是在整臺機器的作業(yè)區(qū)域內(nèi)各方向的精度。 2 數(shù)控體系的新增功用 運用空間精度抵償辦法對數(shù)控鉆床作業(yè)時發(fā)生的差錯進行批改，如前所述，前期已經(jīng)在三維丈量機職業(yè)被證實為是減小鉆床定位差錯的有用辦法之一。當前，上許多聞名數(shù)控體系廠家，如Siemens和 Fanuc 等，均在其數(shù)控體系中支持這種空間精度抵償?shù)霓k法（三維差錯抵償或VCS），運用這種辦法能夠經(jīng)過生成鉆床整個作業(yè)空間的差錯參數(shù)來抵償鉆床作業(yè)時在幾許精度上的偏差，然后對鉆床現(xiàn)有的空間定位差錯進行實時糾正。 3 展開意向 幾年前，當具有空間精度抵償功用的數(shù)控體系Siemens 840Dsl（稱VCS）和Fanuc 31i（稱三維差錯抵償）推向市場后，出產(chǎn)數(shù)控鉆床的廠家就開端研討有關(guān)空間精度的丈量和差錯抵償參數(shù)核算辦法，并有少量的研討成果公開宣布。從現(xiàn)有宣布的材料看，有選用激光盯梢丈量法，在鉆床不一樣部位作為站點丈量鉆床各空間定位點差錯，并用數(shù)學模型別離差錯源；也有選用激光干與儀合作球桿儀等其他丈量東西，按21 項差錯逐項檢測的辦法。 選用激光干與儀測驗各項差錯源則是當前遍及通行的辦法，其各項測驗成果均具有精度可溯源性，能夠逐項丈量并校核鉆床精度是不是丈量正確、安穩(wěn)牢靠，并能便利地隨時校核空間抵償作用。市場上遍及運用的英國產(chǎn)XL-80 激光干與儀還具有開放的軟件接口，便利用戶自行研討自個的軟件。運用舉例如圖2 所示。

關(guān)于Fanuc 31i 和Siemens 840D 展開空間差錯抵償所需軟、硬件設備 1 檢測設備 XL-80 激光干與儀：分別丈量線性位移、直線度、俯仰角、扭擺角等，為RVC 軟件供給所需核算抵償參數(shù)所需差錯數(shù)據(jù)文件。 QC20-W 球桿儀：丈量各軸間的筆直度；并供給鉆床電器差錯與機械差錯方向性確診。 RX10 轉(zhuǎn)臺 （ 可選）：丈量并供給反轉(zhuǎn)作業(yè)臺的轉(zhuǎn)角精度的丈量與抵償。電子水平儀等：丈量鉆床滾擺等參數(shù)。 2 空間差錯批改軟件 Fanuc 三維空間抵償對應的批改軟件是RVC-Fanuc，Siemens 對應的批改軟件是RVC-Siemens。 RVC 軟件具有如下三大功用，每一功用能夠為被測鉆床完結(jié)不一樣項目的抵償：一般線性差錯抵償、三維空間差錯抵償（線性位移、直線度、視點）和三軸間筆直度差錯抵償。 3 數(shù)控體系及對應的空間抵償功用挑選附件 Fanuc 3D Compensation 功用和Siemens VCS 功用。 其間840D sl1.3 或更新版別，需要加載正確的ELF 文件；雷尼紹的RVC-Siemens 適用于"VCSplus"、" VCS A3" 和"VCS A5"。 進行抵償功用要采取如下幾個過程： ·在機器作業(yè)空間規(guī)模中收集丈量數(shù)據(jù)， 評價偏差參數(shù)并將它們保存為數(shù)據(jù)文件; · 將文件拷入數(shù)控體系子目錄"Manufact.Cycles"（CMA） 中； ·選用GUD- 變量抵償； ·體系實時核算抵償成果并依據(jù)三根幾許軸線的實際MCS 方位將其寫入方位偏置。 4 在空間抵償前對鉆床根底情況的需要 在進行空間差錯抵償前用球桿儀對鉆床歸納精度情況進行評價，若鉆床存在較大的反向躍沖、伺服不匹配等電器差錯，則即便進行空間差錯抵償，也對該鉆床加工精度不大。在進行空間差錯抵償前將鉆床電器差錯調(diào)整為非精度疑問尤為（對鉆床歸納精度情況評價拜見QC20-W 球桿儀運用闡明）。重復精度欠好的鉆床即便進行空間差錯抵償，抵償作用也不顯著。 關(guān)于精度需要高達5μm 左右的數(shù)控鉆床，建議對其運用環(huán)境大概按三坐標丈量機的運用環(huán)境來需要，不然從長遠來看鉆床本身因環(huán)境改變而帶來的精度改變將會在某種程度上削弱空間差錯抵償?shù)淖饔谩?RVC 空間差錯批改軟件的運用事例 1 RVC-Fanuc 軟件運用 英國某公司在平常出產(chǎn)中運用的配裝Fanuc 31i 的Fanuc Robodrill鉆床上，用雷尼紹 RVC 空間差錯批改軟件對該鉆床進行了三維空間差錯抵償，并按ISO230-4"數(shù)控鉆床圓查驗"規(guī)范選用球桿儀對該鉆床抵償前和抵償收效后的XY 平面內(nèi)的圓度進行驗證比照，其圓度差錯由9.1μm 減小到5.7μm。 在北京某鉆床研討機構(gòu)出產(chǎn)的Fanuc 31i 數(shù)控坐標鏜床上，用QL20-W 球桿儀對該鉆床進行歸納精度測驗，在3D 空間差錯抵償前，XY 平面的筆直度XWY 為24.9μm/m，歸納圓度為11.5μm。 加上3D 空間差錯抵償參數(shù)和筆直度抵償參數(shù)并使抵償收效后， 筆直度差錯XWY 為2μm/m; 歸納圓度差錯為5.2μm —— 6.6μm （ 含屢次丈量的重復性差錯）。 為便利闡明該鉆床空間差錯抵償?shù)募毠?jié)，現(xiàn)以Y 軸為例，將該鉆床的精度測驗和抵償后的作用作一具體介紹如下： 該鉆床Y 軸運動在X 方向的扭擺差錯YRX 到達12〃；Y 軸在Z方向的俯仰差錯YRZ 到達9〃；在X-500 Z-791.235 方位（ 即主軸端部） 對Y 軸定位精度YTY 進行丈量，差錯大約為14μm。 在離主軸450mm 方位， 對Y 軸定位精度進行丈量， 差錯YTY 大約為12μm, 但顯著因為鉆床Y 軸在X方向視點差錯的影響，同樣是Y 軸定位精度，在離主軸端面不一樣方位丈量，其精度曲線區(qū)別很大。 對Y 軸Z 方向的直線度YTZ 進行三維空間抵償后，立刻驗證抵償作用，如圖3 所示，藍色為抵償前趨勢曲線（差錯帶寬為約7μm），綠色曲線為抵償后曲線（差錯帶寬為約±1μm），抵償作用顯著。

2 RVC-Siemens 軟件運用 在意大利Breton 公司配裝Siemens 840D 的Flymill 1000 龍門鉆床上， 選用XL-80 激光干與儀和球桿儀對各項幾許精度進行丈量并完結(jié)VCS 空間差錯抵償。有關(guān)抵償前后成果比照如圖4 所示：排在前三位顯著的有X 軸定位精度差錯XTX 由68μm 減小到2μm；Z 軸在Y 方向的直線度差錯ZTY 從18μm 減小到3.7μm ；X軸在Z 方向的直線度差錯XTZ 從15μm 減小到1.1μm。 關(guān)于上述丈量和VCS 抵償，選用空間多處丈量線性定位精度的辦法來驗證空間精度全體進步的定論。例如在沒有做空間抵償前，某空間上高、中、低3 處的方位差錯分別為5.8μm、3.9μm、8.0μm; 而在用XL-80激光干與儀和球桿儀進行VCS 空間差錯后，在該高、中、低三處的方位差錯分別為2.7μm、1.9μm、2.1μm?？梢娍臻g遍地的全體方位精度在VCS 收效后都有所進步，并趨于共同，其ISO230-4 球桿儀測驗圓度相應也進步了25%。 在坐落德國Erlangen 的Siemens 技能中心內(nèi)， 對一臺配裝Siemens 840D 的Huron鉆床進行了測驗。測驗標明RVCSiemens軟件與Siemens體系的VCS 功用在鉆床上有用。筆直度抵償作用格外顯著，XY 筆直度XWY 由-9.8〃進步到-0.1〃；一起線性和視點抵償成果也不錯。 參加測驗的有關(guān)人員評論道，選用雷尼紹 球桿儀和 XL-80 激光干與儀比其他同類商品運用要快許多，因為從儀器裝置運用上看雷尼紹的商品便利。 按ISO230-2 對Y 軸進行線性定位精度的抵償前后的比照，藍色曲線為抵償后差錯（如圖5 所示）。按ISO230-4 進行球桿儀測驗的圓度精度進步近40%（見圖6）。

定論 鑒于數(shù)控鉆床三軸幾許精度抵償技能與五軸鉆床中反轉(zhuǎn)軸抵償技能的不一樣（反轉(zhuǎn)軸抵償需要數(shù)控體系別的的選項和別的的測驗辦法），依據(jù)多數(shù)用戶的需要，當前RVC 軟件關(guān)于的是三軸鉆床的空間差錯抵償。當前用戶在測驗運用中發(fā)生的若干看法： （1）依據(jù)多個客戶的測驗反應來看，選用XL-80 激光干與儀和QC20-W 球桿儀進行空間差錯抵償測驗，因為能夠便利地分別對鉆床各項差錯進行測驗并疾速驗證抵償作用，還能夠有挑選地只挑選部分要害差錯項來抵償，因而在準確性的前提下，也可選用有挑選地抵償?shù)霓k法來節(jié)省時刻。 （2）用ML10/XL80 激光干與儀逐項測驗線性位移、直線度、視點差錯，簡單對差錯溯源，便利判別差錯方向。（3）選用QC20-W 無線球桿儀，在一次裝置的情況下，對鉆床XY 、YZ 和ZX 三個平面進行測驗，可疾速對筆直度進行丈量和抵償。 （4）測驗成果證明，用雷尼紹公司的RVC 軟件對Fanuc 31i 和Siemens 840D sl 的鉆床進行三維差錯抵償，經(jīng)過按ISO230-2 規(guī)范選用激光干與儀或/ 和按ISO230-4 規(guī)范選用球桿儀儀驗證，抵償前后作用顯著。