对使用2维检具(球板或孔板)快速检测三坐标测量机的空间误差,进行了较深入的研究.为了高效、准确地实现测量机的误差修正,提出了分离坐标测量机的21项几何误差的算法,并以龙门式结构的三坐标测量机为例,建立了其误差模型.通过计算机数据仿真,验证了此方法的可行性.

提出了一种使用Ｒｅｎｉｓｈａｗ检查规检定三坐标测量机或数控机床空间误差的快速方法，此方法一次测量即可完成包含Ｘ、Ｙ、Ｚ三个坐标轴的各项误差影响的空间误差的检定，具有速度快、效率高、准确可靠等特点。

根据三坐标测量机空间误差与几何误差关系,使用Renishaw检查规,通过测量xy、yz和xz平面内特定圆周上各点的空间误差,可快速获得垂直度误差.使用该方法可快速、准确和方便地检测三坐标测量机垂直度误差,在安装和调试大量程三坐标测量机时,可快速检测,根据检测结果及时调整,方便快捷.

采用空间误差补偿技术,可有效提高数控机床的空间定位精度。以一台精密卧式加工中心为对象,系统阐述其几何误差补偿中的关键问题及解决方案。通过三维误差建模与分析,得到该机床的21项几何误差中有17项需要测量和补偿,另外4项误差对机床定位精度的影响甚微。以此为依据,设计误差测量及补偿方案,并给出误差的具体测量方法和补偿结果。结果表明:经过一次系统地误差测量与补偿,精密卧式加工中心的空间定位精度可以提高50%-70%;合理规划和实施空间误差测量,可大幅提高测量效率。

分析五轴联动机床的误差项和拓扑结构,给出伺服轴运动时理想情况和有误差情况下的坐标变换矩阵。以此为基础,给出五轴联动机床空间综合误差的计算方法。基于多体运动学的微分变换原理,给出五轴联动机床综合误差解耦算法。以某RTTTR型五轴联动机床为例,应用MATLAB进行实际综合误差解耦和补偿计算,结果验证了该解耦算法的正确性。

为提高某立式加工中心整机加工精度,借助旋量理论建立完备立式加工中心空间误差模型,在此基础上实现机床空间误差有效补偿。以旋量理论为基础推导并建立机床刀具运动链与工件运动链运动学正解,分析机床21项几何误差原理,在考虑21项几何误差的基础上建立该立式加工中心完备空间误差模型;利用九线法完成各项几何误差辨识;基于旋量运动学正解求解机床运动学逆解后得出运动轴实际运动路径,并通过体对角线实验对比补偿前后的效果。结果表明:所提补偿方法补偿效果显著,验证了机床空间误差模型的准确性,实现了提高机床加工精度的目的。

研究了数控机床的空间误差检测原理,分析了激光矢量测量法的检测原理与误差模型。采用激光多普勒位移测量仪和激光矢量测量法对数控螺旋锥齿轮机床的空间误差进行了检测与补偿,并根据标准ISO 230-6评估了该数控机床的空间性能,实验结果表明,文中所研究的数控机床空间误差检测与补偿技术是切实可行的,能够在一定程度上较大地提高数控机床的空间运动精度,为进一步提高数控机床的加工精度奠定了基础。