赵宏安 吴慧敏

(通用技术集团大连机床有限责任公司，辽宁 大连116620)

在通用加工中心圆度精度测试中，常利用球杆仪通过评价两个正交的移动轴联动圆周运动误差实现，根据测得的误差圆周运动轨迹分析出比例不匹配、反向间隙、反向越冲及垂直度等精度指标来进行机械结构的调整和优化。

通常情况下，对于三轴加工中心的圆度精度测量方式是只能通过球杆仪两轴联动测量实现，3个平面分别测量，然后再对机床进行调整或优化，所以测量效率不高，三轴联动精度不能获得。本文针对三轴加工中心精度测量，结合球杆仪结构与测量特性，提出了以四叶螺旋线为测量运动轨迹的三轴联动测量方法，可有效分析三轴加工中心垂直度、比例不匹配、反向间隙及反向越冲等多项精度指标，有利于提高三轴加工中心精度测量效率。

1 球杆仪测量模型

1.1 球杆仪结构原理

球杆仪由2个精密球头和1个高精度伸缩线性传感器构成。测量时，两球头通过磁性球座分别安装于相对运动的两构件(通常是工作台和主轴)上，运动过程中记录两球头间相对距离变化，并依据此变化情况分析机床各项运动精度指标。受限于球杆仪本身结构特点，两球头间相对运动轨迹需为球面轨迹，如常用的圆轨迹即为空间球面轨迹的特例。

1.2 三轴测量的运动求解模型

采用球杆仪测量三轴加工中心时，球杆仪两球头SA和SB分别安装在可升降主轴端与两自由度工作台上，如图1所示。……