本發(fā)明涉及立式加工中心技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種立式加工中心的相對(duì)柔度測(cè)試方法。

背景技術(shù)：
在機(jī)床的連續(xù)使用過(guò)程中，機(jī)床的各種動(dòng)態(tài)特性均會(huì)發(fā)生不同程度的改變，其中，機(jī)床相對(duì)動(dòng)柔度(刀具和工作臺(tái)之間的相對(duì)頻響函數(shù))的改變對(duì)立銑加工過(guò)程穩(wěn)定性影響較大，目前該方面的研究工作尚屬空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了更加精確地獲取刀具與工件之間的相對(duì)動(dòng)柔度，本發(fā)明提供了一種立式加工中心的相對(duì)柔度測(cè)試方法來(lái)解決上述問(wèn)題。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：一種立式加工中心的相對(duì)柔度測(cè)試方法，包括以下步驟：S1、建立立銑切削系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型：其中，M，C，K分別為所述立銑切削系統(tǒng)的質(zhì)量、阻尼和剛度的四階矩陣，F(xiàn)(t)為切削力，q(t)為所述立銑切削系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)位移；S2、對(duì)所述動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行拉普拉斯變換得到：(s2[M]+s[C]＋[K])-1Q(s)＝F(s)其中，Q(s)和F(s)分別為頻域中的動(dòng)態(tài)位移和切削力向量；繼而可得傳遞函數(shù)矩陣如下所示：H(s)＝Q(s)/F(s)＝(s2[M]＋s[C]+[K])-1S3、設(shè)所述立銑切削系統(tǒng)為線性時(shí)變系統(tǒng)，令s＝j(luò)ω，可得頻響函數(shù)矩陣如下所示：G(jω)＝Q(jω)/F(jω)＝([K]-ω2[M]+jω[C])-1其中：Q(jω)＝(xw(jω)xt(jω)yw(jω)yt(jω))-1F(jω)＝(Fwx(jω)Ftx(jω)Fwy(jω)Fty(jω))-1其中，xt和xw分別為刀具和工件在x軸方向上的位移，yt和yw分別為刀具和工件系統(tǒng)在y軸方向上的位移；Ftx和Fwx分別為作用在刀具和工件上的切削力在x軸方向上的分量，F(xiàn)ty和Fwy分別為作用在刀具和工件上的切削力在y軸方向上的分量；S4、由于Fwx＝-Ftx＝Fx，F(xiàn)wy＝-Fty＝Fy，因此得到刀具和工件之間的相對(duì)位移如下所示：其中，Δx和Δy分別為在x軸和y軸方向上刀具與工件系統(tǒng)之間的相對(duì)位移；Gxx(jω)和Gyy(jω)分別為刀具與工件之間的直接相對(duì)動(dòng)柔度；Gxy(jω)和Gyx(jω)分別為刀具與工件之間的交叉相對(duì)動(dòng)柔度；S5、在所述立式加工中心的工作臺(tái)上設(shè)置激光位移傳感器和激振器；通過(guò)激振器將所述激振力Fx沿x軸方向作用在刀具的刀尖上，然后通過(guò)激光位移傳感器檢測(cè)到所述Δx和Δy，將Δx、Δy和Fx代入以下公式：對(duì)上式進(jìn)行傅里葉變換得到Gxx(jω)和Gyx(jω)；通過(guò)激振器將所述激振力Fy沿y軸方向作用在刀具的刀尖上，然后通過(guò)激光位移傳感器檢測(cè)到所述Δx和Δy，將Δx、Δy和Fy代入以下公式：對(duì)上式進(jìn)行傅里葉變換得到Gxy(jω)和Gyy(jω)。本發(fā)明的有益效果是，這種立式加工中心的相對(duì)柔度測(cè)試方法將工作臺(tái)和刀具系統(tǒng)整體考慮，直接獲取相對(duì)激振力和相對(duì)位移，不會(huì)出現(xiàn)因機(jī)床刀尖頻響函數(shù)與工作臺(tái)頻響函數(shù)疊加而帶來(lái)的相位誤差問(wèn)題，可以得到精度更高的機(jī)床相對(duì)動(dòng)柔度。附圖說(shuō)明下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的立式加工中心的相對(duì)柔度測(cè)試方法的最優(yōu)實(shí)施例的實(shí)驗(yàn)設(shè)備示意圖。圖2是x軸方向上機(jī)床直接頻響函數(shù)和相對(duì)動(dòng)柔度的對(duì)比圖。圖3是y軸方向與x軸方向上機(jī)床交叉頻響函數(shù)和相對(duì)動(dòng)柔度的對(duì)比圖。圖4是x軸方向與y軸方向上機(jī)床交叉頻響函數(shù)和相對(duì)動(dòng)柔度的對(duì)比圖。圖5是y軸方向上機(jī)床直接頻響函數(shù)和相對(duì)動(dòng)柔度的對(duì)比圖。具體實(shí)施方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。相反，本發(fā)明的實(shí)施例包括落入所附加權(quán)利要求書(shū)的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說(shuō)明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。...