行加工。
[0023] 所述步骤2或步骤9或步骤13中的样条函数为=次样条函数。
[0024] 所述步骤1中的导轨直线度和各测量间隔点直线度偏差值采用最小二乘法拟合 原始偏差数据获得。
[00巧]所述步骤5中的各测量间隔点补偿后直线度偏差值采用最小二乘法拟合补偿后 原始偏差数据获得。 阳0%] 所述步骤6中的误差阔值不小于0. 9。
[0027] 所述微进给补偿装置为压电陶瓷驱动的柔性较链导向机构，伸出端可安装刀具。
[0028] 所述步骤1中，用双频激光干设仪检测每次各测量间隔点在X方向的原始偏差数 据。
[0029] 所述步骤5中，用双频激光干设仪检测每次各测量间隔点在X方向的补偿后原始 偏差数据。
[0030] 所述步骤10中，利用电感测微仪或者激光位移传感器检测轴类零件一条水平母 线上各测量间隔点的零件直线度偏差ll。
[0031] 所述步骤11中利用气动量仪检测一个测量间隔点处轴类零件的截面直径。
[0032] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0033] 1)在多次测量的原始偏差数据基础上建立直线度偏差连续函数，增加足够多的附 加间隔点，利用插值法对导轨进行连续补偿，防止出现台阶，可W明显改善工件的表面粗糖 度；
[0034] 2)对补偿后的导轨直线度进行再次测量、数据分析和补偿值修正，可W进一步提 高导轨直线度，补偿后的机床导轨直线度可W达到亚微米级精度；
[0035] 3)合理安排工序和留取加工余量，将补偿后的亚微米级直线度导轨作为工件直线 度检测的基准，利用导轨驱动位移传感器沿零件母线匀速运动实现对零件的直线度检测， 同时利用气动量仪实现对零件特定位置外径的检测，实现整个工件直线度和尺寸精度的测 量，最后利用亚微米级定位精度的微进给补偿装置对零件直线度偏差和尺寸偏差进行补偿 加工，使机床的实际加工精度高于其本身的最大加工精度，从而满足零件加工精度的要求。 此方法可W避免工件离线检测和再次安装，并实现整个工件直线度和尺寸精度的测量，提 高加工效率和加工精度。
[0036] 4)提出了一种同时对机床误差和工件误差进行补偿的系统性方法，即机床误差检 测-机床误差补偿-工件加工工序安排-工件误差检测-工件误差补偿，可W利用低精度 机床实现高精度工件的加工。
【附图说明】
[0037] 图1为本发明的补偿系统组成示意图；
[0038] 图2为数控车床的坐标图；
[0039] 图3为补偿前5次检测车床Z轴从400mm单向移动至190mm时各测量间隔点在X 方向上的直线度偏差数据图；
[0040] 图4为补偿前车床Z轴从400mm单向移动至190mm时各测量间隔点在X方向上的 直线度偏差和微进给补偿装置伸出量数据图；
[0041] 图5为Z轴坐标点190mm至Z轴坐标点400mm的直线度偏差连续函数和与突变补 偿函数的效果对比图；
[0042] 图6为补偿后5次检测车床Z轴从400mm单向移动至190mm时各测量间隔点在X 方向上的补偿后直线度偏差数据图； 阳0创图7为补偿后车床Z轴从400mm单向移动至190mm时各测量间隔点在X方向上的 补偿后直线度偏差、直线度偏差修正值和第二伸出量数据图； W44] 图8为根据修正值进行4次补偿后车床Z轴从400mm单向移动至190mm时各坐标 点在X方向上的补偿后直线度偏差数据图；
[0045] 图9为轴类零件示意图。
【具体实施方式】
[0046] 如图1和图2所示的加工系统，包括微机、控制器、微进给补偿装置、遁板、车床导 轨、电感测微仪、双频激光干设仪、外径检测装置和轴类零件，Z轴与加工导轨平行，X轴与Z 轴在水平方向垂直，数控车床为180CCN数控车床，机床定位误差为2ym，对该数控车床的Z 轴常用行程400mm至190mm进行轴类加工。
[0047] 步骤1，将双频激光干设仪的分光镜安装在微进给补偿装置的伸出端，反光镜固定 在机床上，数控车床匀速沿Z向导轨由坐标400mm移动至190mm，每间隔10mm停顿10秒，待 机床和测量系统稳定后利用双频激光干设仪检测每个间隔点在X轴方向的直线度原始偏 差数据Zlx、Z2x、Z3x……Z22X，共检测5次，如图4所示。然后利用最小二乘法计算得到拟 合直线，得到各次检测的直线度W及每个测量间隔点的在X方向上的直线度偏差值，将得 到的5次测量结果取平均，得到在测量间隔点的直线度偏差yi(i= 1，2,…，22)。直线度偏 差值为各测量间隔点的原始偏差数据与拟合直线上各测量间隔点的拟合值的差。
[0048] 微进给补偿装置参照2013年哈尔滨工业大学工学硕±论文，《高精度轴类零件加 工误差补偿技术研究》，作者羡学磊。 W例具体检测数据如表1、图3和图4中菱形标记点所示。
[0050] 表1 5次检测在测量间隔点在X方向上的直线度偏差值及直线度偏差
[0051]
[0052] 步骤2,计算数控车床沿Z轴单向移动时在X方向的直线度偏差连续函数：
[0053] 已知机床直线度检测的测量间隔点坐标为Xii，其直线度偏差分别为Yw且满足 y'。= 0,得到两个测量间隔点之间的S次样条函数，记为巧=gu(x)(i= 1，2,…，21)， 函数形式为：
[0054]
阳化5] (ii= 1，2,…，21)。如图5中的粗实线为由各测量间隔点建立的S次样条函数 图。图5中的细实线为突变补偿曲线。
[0056] 步骤3,通过离线编程将直线度偏差连续函数记录入微机中；在相邻两个测量间 隔点之间设置N-1个附加间隔点，将相邻两个测量间隔点均分为N段，相邻的附加间隔点或 者相邻的附加间隔点与测量间隔点的直线度偏差最大值应小于表面粗糖度要求值。运里表 面粗糖度要求为RaO. 05。在相邻两个测量间隔点之间设置49个附加间隔点，则每段长度
(i= 1，2,…，1030)，微机中的直线度偏差连续函数的输入 量为每个测量间隔点和附加间隔点的机床Z轴坐标值，输出量为对应的直线度偏差y,(j= 1，2,…，1030)。
[0057] 步骤4,将微进给补偿装置安装于机床遁板上，微进给补偿装置伸出方向与X轴方 向相反，利用微机控制微进给补偿装置在X方向进行预伸出，预伸出量为a;微进给补偿装 置可W为压电陶瓷驱动的柔性较链导向机构，伸出端可安装刀柄和刀具。微进给补偿装置 的预伸出量a大于所述步骤1中多次测量得到的导轨直线度最大值，小于微进给补偿装置 行程。
[0058] 本实施例中，微进给补偿装置为压电陶瓷驱动的圆弧形柔性较链导向机构，装置 的行程为0ym-9. 5ym，定位精度0. 125ym，响应频率> 200Hz，刚度270N/ym。由表1可 知Z轴导轨直线度约2ym，为保证可W进行直线度补偿，利用微机控制微进给补偿装置在X 方向进行预伸出量定为3ym。
[0059] 步骤5,机床作为服务器，微机作为客户端，微机通过发送读取信息请求实现获取 机床实时Z轴坐标值，在测量间隔点和附加间隔点，利