КОНТРОЛЬ И ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКОГО ИСКАЖЕНИЯ И ТОЧНОСТИ В СТАНКАХ С ЧПУ

1. Способ измерения пространственной точности станка, имеющего элементы станка, в любой момент времени, включая время работы станка, содержащий этапы, на которых:
перед работой станка измеряют геометрические искажения станка, используя традиционные способы, чтобы создать базовую характеристику станка;
устанавливают датчики на элементы станка и калибруют датчики с установкой нулевого положения;
устанавливают соответствие между местом расположения каждого датчика и физическим местоположением измеряемой геометрической точки на элементах станка;
непрерывно измеряют угловое изменение элементов станка в каждом месте расположения датчиков во время работы станка;
сравнивают показания датчиков и интерполируют результаты в базовую характеристику станка,
определяют любые изменения в геометрии станка; и
вычисляют неточность траектории перемещения инструмента.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
используют изменения углов, полученные множеством фиксированных датчиков, установленных на станке, для вычисления отклонения геометрии станка и пространственной точности в то время, когда станок неподвижен и не работает.
3. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
используют изменения углов, измеренные множеством фиксированных датчиков, установленных на станке, для вычисления отклонения геометрии станка и пространственной точности, когда станок работает.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
считывают и измеряют температуру материала элементов станка; и
связывают неточность траектории перемещения инструмента с измеренной температурой материала для каждого места датчика, чтобы отслеживать периодические изменения геометрии станка в зависимости от температуры.
5. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором:
отслеживают изменения геометрии станка в зависимости от температуры на временной основе.
6. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором:
отслеживают изменения геометрии станка в зависимости от температуры на почасовой основе.
7. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором:
отслеживают изменения геометрии станка в зависимости от температуры на ежедневной основе.
8. Способ по п. 4, дополнительно содержащий этап, на котором:
отслеживают изменения геометрии станка в зависимости от температуры на сезонной основе.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
используют датчики угла, установленные на элементах станка, для измерения углового изменения элементов станка во время работы станка.
10. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этапы, на которых:
используют данные, полученные от множества датчиков, для обновления результатов измерений относительно базовой характеристики.
11. Система для получения расчетной неточности траектории движения инструмента станка, имеющего элементы станка, посредством контроля геометрического искажения элементов станка и пространственной точности при работе станка, содержащая:
центральный процессор (CPU) для приема показаний, полученных из базовой характеристики геометрических искажений станка, таких как угловые отклонения относительно каждой из трех взаимноперпендикулярных осей станка, прямолинейность, прямоугольность и пространственная точность;
множество фиксированных прецизионных датчиков, установленных на элементах станка;
устройства сбора данных для передачи показаний, полученных фиксированными прецизионными датчиками во время работы обрабатывающего инструмента, на CPU, где CPU сравнивает показания, полученные от датчиков, с показаниями базовой характеристики для получения непрерывно вычисляемой обновляемой неточности траектории движения инструмента.
12. Система по п. 11, в которой фиксированные прецизионные датчики вычисляют линейное перемещение элементов станка по осям X, Y и Z, используя угловые отклонения, полученные от множества фиксированных прецизионных датчиков.
13. Система по п. 11, в которой фиксированные прецизионные датчики измеряют вращательное движение элементов обрабатывающего инструмента вокруг осей станка.
14. Система по п. 11, в которой фиксированные прецизионные датчики являются электронно программируемыми датчиками угла.
15. Система по п. 11, дополнительно содержащая:
вращающуюся головку на обрабатывающем инструменте и по меньшей мере один фиксированный прецизионный датчик, установленный на вращающейся головке.
16. Система по п. 15, дополнительно содержащая:
стойку для поддержки вращающейся головки на обрабатывающем инструменте и по меньшей мере один фиксированный прецизионный датчик, установленный на стойке.
17. Система по п. 16, дополнительно содержащая:
опорную балку на обрабатывающем инструменте для поддержки вращающейся головки или стойки; и
по меньшей мере один фиксированный прецизионный датчик, установленный на опорной балке.
18. Система по п. 17, дополнительно содержащая:
пару вертикальных опор, поддерживающих опорную балку; и
по меньшей мере один фиксированный прецизионный датчик, установленный по меньшей мере на одной из вертикальных опор.