數(shù)控鉆床三維空間差錯(cuò)抵償技能的運(yùn)用newmaker以來，空間精度抵償技能一向運(yùn)用于三坐標(biāo)丈量機(jī)上，以三坐標(biāo)丈量機(jī)作為計(jì)量用具而對(duì)其較高的精度需要， 而其機(jī)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(biāo)丈量機(jī)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(duì)鉆床精度的需要也越來越高?，F(xiàn)有鉆床精度單從機(jī)械設(shè)計(jì)和硬件制造上來考慮，變成制約職業(yè)展開的一個(gè)遍及作為三坐標(biāo)丈量機(jī)職業(yè)中丈量技能前鋒的英國（Renishaw）公司，在將其三坐標(biāo)丈量機(jī)UCC 控制器中"空間差錯(cuò)抵償技能"成功運(yùn)用十后，關(guān)于Fanuc、Siemens 等數(shù)控體系，推出"空間差錯(cuò)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(yàn)根底，向市場推出RVC-Fanuc和RVC-Siemens 兩套空間差錯(cuò)批改軟件，以合作具有三維空間抵償選項(xiàng)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(jìn)步其空間精度。從當(dāng)前用戶實(shí)際運(yùn)用的反應(yīng)標(biāo)明，RVC 軟件在有關(guān)數(shù)控鉆床上運(yùn)用靈敏、簡潔，作用顯著。遇到的瓶頸。將三坐標(biāo)丈量機(jī)的空間精度抵償技能引進(jìn)到數(shù)控鉆床上，可成功地處理數(shù)控鉆床精度再進(jìn)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(xiàng)差錯(cuò) 在鉆床的三軸移動(dòng)空間中，共有9 個(gè)平移差錯(cuò)參數(shù)，9 個(gè)視點(diǎn)差錯(cuò)參數(shù)和3 個(gè)筆直度差錯(cuò)參數(shù)，總計(jì)21項(xiàng)差錯(cuò)。要將21 項(xiàng)差錯(cuò)對(duì)機(jī)器空間方位的影響，需要將各項(xiàng)差錯(cuò)地檢測出來，并研討有關(guān)軟件，將檢測的差錯(cuò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為具有相應(yīng)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(jìn)步鉆床空間精度。 在實(shí)際情況中，一臺(tái)鉆床的差錯(cuò)緣由會(huì)是多種差錯(cuò)的疊加作用的成果，單一差錯(cuò)丈量顯著無法進(jìn)步鉆床的幾許精度， 格外是在整臺(tái)機(jī)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(yùn)用空間精度抵償辦法對(duì)數(shù)控鉆床作業(yè)時(shí)發(fā)生的差錯(cuò)進(jìn)行批改，如前所述，前期已經(jīng)在三維丈量機(jī)職業(yè)被證實(shí)為是減小鉆床定位差錯(cuò)的有用辦法之一。當(dāng)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(cuò)抵償或VCS），運(yùn)用這種辦法能夠經(jīng)過生成鉆床整個(gè)作業(yè)空間的差錯(cuò)參數(shù)來抵償鉆床作業(yè)時(shí)在幾許精度上的偏差，然后對(duì)鉆床現(xiàn)有的空間定位差錯(cuò)進(jìn)行實(shí)時(shí)糾正。 3 展開意向 幾年前，當(dāng)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(cuò)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(cuò)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(diǎn)丈量鉆床各空間定位點(diǎn)差錯(cuò)，并用數(shù)學(xué)模型別離差錯(cuò)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(xiàng)差錯(cuò)逐項(xiàng)檢測的辦法。 選用激光干與儀測驗(yàn)各項(xiàng)差錯(cuò)源則是當(dāng)前遍及通行的辦法，其各項(xiàng)測驗(yàn)成果均具有精度可溯源性，能夠逐項(xiàng)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(shí)校核空間抵償作用。市場上遍及運(yùn)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(gè)的軟件。運(yùn)用舉例如圖2 所示。

關(guān)于Fanuc 31i 和Siemens 840D 展開空間差錯(cuò)抵償所需軟、硬件設(shè)備 1 檢測設(shè)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(cuò)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(cuò)與機(jī)械差錯(cuò)方向性確診。 RX10 轉(zhuǎn)臺(tái) （ 可選）：丈量并供給反轉(zhuǎn)作業(yè)臺(tái)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(cuò)批改軟件 Fanuc 三維空間抵償對(duì)應(yīng)的批改軟件是RVC-Fanuc，Siemens 對(duì)應(yīng)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?yàn)楸粶y鉆床完結(jié)不一樣項(xiàng)目的抵償：一般線性差錯(cuò)抵償、三維空間差錯(cuò)抵償（線性位移、直線度、視點(diǎn)）和三軸間筆直度差錯(cuò)抵償。 3 數(shù)控體系及對(duì)應(yīng)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(jìn)行抵償功用要采取如下幾個(gè)過程： ·在機(jī)器作業(yè)空間規(guī)模中收集丈量數(shù)據(jù)， 評(píng)價(jià)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(shí)時(shí)核算抵償成果并依據(jù)三根幾許軸線的實(shí)際MCS 方位將其寫入方位偏置。 4 在空間抵償前對(duì)鉆床根底情況的需要 在進(jìn)行空間差錯(cuò)抵償前用球桿儀對(duì)鉆床歸納精度情況進(jìn)行評(píng)價(jià)，若鉆床存在較大的反向躍沖、伺服不匹配等電器差錯(cuò)，則即便進(jìn)行空間差錯(cuò)抵償，也對(duì)該鉆床加工精度不大。在進(jìn)行空間差錯(cuò)抵償前將鉆床電器差錯(cuò)調(diào)整為非精度疑問尤為（對(duì)鉆床歸納精度情況評(píng)價(jià)拜見QC20-W 球桿儀運(yùn)用闡明）。重復(fù)精度欠好的鉆床即便進(jìn)行空間差錯(cuò)抵償，抵償作用也不顯著。 關(guān)于精度需要高達(dá)5μm 左右的數(shù)控鉆床，建議對(duì)其運(yùn)用環(huán)境大概按三坐標(biāo)丈量機(jī)的運(yùn)用環(huán)境來需要，不然從長遠(yuǎn)來看鉆床本身因環(huán)境改變而帶來的精度改變將會(huì)在某種程度上削弱空間差錯(cuò)抵償?shù)淖饔谩?RVC 空間差錯(cuò)批改軟件的運(yùn)用事例 1 RVC-Fanuc 軟件運(yùn)用 英國某公司在平常出產(chǎn)中運(yùn)用的配裝Fanuc 31i 的Fanuc Robodrill鉆床上，用雷尼紹 RVC 空間差錯(cuò)批改軟件對(duì)該鉆床進(jìn)行了三維空間差錯(cuò)抵償，并按ISO230-4"數(shù)控鉆床圓查驗(yàn)"規(guī)范選用球桿儀對(duì)該鉆床抵償前和抵償收效后的XY 平面內(nèi)的圓度進(jìn)行驗(yàn)證比照，其圓度差錯(cuò)由9.1μm 減小到5.7μm。 在北京某鉆床研討機(jī)構(gòu)出產(chǎn)的Fanuc 31i 數(shù)控坐標(biāo)鏜床上，用QL20-W 球桿儀對(duì)該鉆床進(jìn)行歸納精度測驗(yàn)，在3D 空間差錯(cuò)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(cuò)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(cuò)XWY 為2μm/m; 歸納圓度差錯(cuò)為5.2μm —— 6.6μm （ 含屢次丈量的重復(fù)性差錯(cuò)）。 為便利闡明該鉆床空間差錯(cuò)抵償?shù)募?xì)節(jié)，現(xiàn)以Y 軸為例，將該鉆床的精度測驗(yàn)和抵償后的作用作一具體介紹如下： 該鉆床Y 軸運(yùn)動(dòng)在X 方向的扭擺差錯(cuò)YRX 到達(dá)12〃；Y 軸在Z方向的俯仰差錯(cuò)YRZ 到達(dá)9〃；在X-500 Z-791.235 方位（ 即主軸端部） 對(duì)Y 軸定位精度YTY 進(jìn)行丈量，差錯(cuò)大約為14μm。 在離主軸450mm 方位， 對(duì)Y 軸定位精度進(jìn)行丈量， 差錯(cuò)YTY 大約為12μm, 但顯著因?yàn)殂@床Y 軸在X方向視點(diǎn)差錯(cuò)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(duì)Y 軸Z 方向的直線度YTZ 進(jìn)行三維空間抵償后，立刻驗(yàn)證抵償作用，如圖3 所示，藍(lán)色為抵償前趨勢(shì)曲線（差錯(cuò)帶寬為約7μm），綠色曲線為抵償后曲線（差錯(cuò)帶寬為約±1μm），抵償作用顯著。

2 RVC-Siemens 軟件運(yùn)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(duì)各項(xiàng)幾許精度進(jìn)行丈量并完結(jié)VCS 空間差錯(cuò)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(cuò)XTX 由68μm 減小到2μm；Z 軸在Y 方向的直線度差錯(cuò)ZTY 從18μm 減小到3.7μm ；X軸在Z 方向的直線度差錯(cuò)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(yàn)證空間精度全體進(jìn)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(cuò)分別為5.8μm、3.9μm、8.0μm; 而在用XL-80激光干與儀和球桿儀進(jìn)行VCS 空間差錯(cuò)后，在該高、中、低三處的方位差錯(cuò)分別為2.7μm、1.9μm、2.1μm。可見空間遍地的全體方位精度在VCS 收效后都有所進(jìn)步，并趨于共同，其ISO230-4 球桿儀測驗(yàn)圓度相應(yīng)也進(jìn)步了25%。 在坐落德國Erlangen 的Siemens 技能中心內(nèi)， 對(duì)一臺(tái)配裝Siemens 840D 的Huron鉆床進(jìn)行了測驗(yàn)。測驗(yàn)標(biāo)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(jìn)步到-0.1〃；一起線性和視點(diǎn)抵償成果也不錯(cuò)。 參加測驗(yàn)的有關(guān)人員評(píng)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(yùn)用要快許多，因?yàn)閺膬x器裝置運(yùn)用上看雷尼紹的商品便利。 按ISO230-2 對(duì)Y 軸進(jìn)行線性定位精度的抵償前后的比照，藍(lán)色曲線為抵償后差錯(cuò)（如圖5 所示）。按ISO230-4 進(jìn)行球桿儀測驗(yàn)的圓度精度進(jìn)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(xiàng)和別的的測驗(yàn)辦法），依據(jù)多數(shù)用戶的需要，當(dāng)前RVC 軟件關(guān)于的是三軸鉆床的空間差錯(cuò)抵償。當(dāng)前用戶在測驗(yàn)運(yùn)用中發(fā)生的若干看法： （1）依據(jù)多個(gè)客戶的測驗(yàn)反應(yīng)來看，選用XL-80 激光干與儀和QC20-W 球桿儀進(jìn)行空間差錯(cuò)抵償測驗(yàn)，因?yàn)槟軌虮憷胤謩e對(duì)鉆床各項(xiàng)差錯(cuò)進(jìn)行測驗(yàn)并疾速驗(yàn)證抵償作用，還能夠有挑選地只挑選部分要害差錯(cuò)項(xiàng)來抵償，因而在準(zhǔn)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(shí)刻。 （2）用ML10/XL80 激光干與儀逐項(xiàng)測驗(yàn)線性位移、直線度、視點(diǎn)差錯(cuò)，簡單對(duì)差錯(cuò)溯源，便利判別差錯(cuò)方向。（3）選用QC20-W 無線球桿儀，在一次裝置的情況下，對(duì)鉆床XY 、YZ 和ZX 三個(gè)平面進(jìn)行測驗(yàn)，可疾速對(duì)筆直度進(jìn)行丈量和抵償。 （4）測驗(yàn)成果證明，用雷尼紹公司的RVC 軟件對(duì)Fanuc 31i 和Siemens 840D sl 的鉆床進(jìn)行三維差錯(cuò)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(yàn)證，抵償前后作用顯著。