应用激光跟踪仪的数控机床空间精度检测方法

为实现数控机床空间精度快速、高精度测量,提出一种应用激光跟踪仪的数控机床空间精度快速求解方法.首先,分析激光跟踪仪测量数控机床空间精度的基本原理,建立激光跟踪仪测量数控机床空间精度的数学模型;其次,推导测量方程的线性化矩阵形式,基于秩亏自由网平差约束条件,实现数控机床空间精度的快速求解;并考虑激光跟踪仪测长误差引起的不确定度来源,基于蒙特卡洛方法进行测量不确定度评定;最后,在机床运动传递链为工件-Y轴-X轴-Z轴-刀具型式的三轴数控机床上开展数控机床空间精度测量与不确定度评定和验证试验.结果表明:该三轴数控机床空间精度为31.6μm,标准不确定度为10.2μm;与激光干涉仪定位偏差检测结果相比X、Y和Z轴线最大相差6.4μm,测量不确定度与多次重复测量结果标准差相比最大相差2.1μm,验证空间精度测量和不确定度评定方法的有效性.