工件特征在机测量的关键误差分析与补偿研究

针对激光在机测量工件特征时的测量精度问题，对测量系统的关键误差影响因素及补偿应用进行了研究。使用激光位移传感器作为测量工具对工件特征进行在机测量时，测量结果受激光位移传感器倾斜误差和数控机床几何误差影响。为了校正激光位移传感器在物面倾斜时引起的测量误差，设计了倾斜误差试验，利用勒让德多项式对倾斜误差进行了建模和补偿，补偿后倾斜误差可减小至±0.025 mm以内。针对不动式激光在机测量时数控机床线性轴几何误差对测量结果的影响，设计了球杆仪倾斜安装试验，利用参数化建模的方式对X轴和Y轴的几何误差进行了解耦。最后根据建立的倾斜误差与几何误差模型，对工件特征的在机测量结果进行了补偿。结果表明，对工件特征在机测量结果进行误差补偿后，线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度测量误差小于0.08°,相较于补偿前在机测量精度明显提高。