New approach to modeling geometric errors in precision manufacturing machines

This paper presents a new approach to modeling geometric errors in machine tools with linear rolling guideways. Modeling was performed using a finite element method. The results of the modeling were a visualization of deformations of a virtual milling machine with a cross table and with known characteristics of guide geometric errors. The simulation results show that the machine table is subject to a complex state of strain. This implies that the Abbe error during milling machine measurements can assume values dependent on the location of metrological device elements on the machine table. The calculation results were verified experimentally using real milling machines. The predictions of the computer simulation were confirmed.

W artykule przedstawiono nowe podejście do modelowania błędów geometrycznych obrabiarek wyposażonych w liniowe toczne połączenia prowadnicowe. Modelowanie przeprowadzono z użyciem metody elementów skończonych. Efektem modelowania jest wizualizacja odkształceń frezarki poziomej ze stołem krzyżowym, która ma znane charakterystyki błędów geometrycznych połączeń prowadnicowych. Analiza wyników procesu symulacji wykazała, że stół takiej obrabiarki podlega złożonemu stanowi odkształcenia. Ma to istotne znaczenie praktyczne, ponieważ podczas wykonywania pomiarów błędów geometrycznych obrabiarek – błąd Abbego może przyjmować różne wartości w zależności od usytuowania przyrządów pomiarowych na stole frezarki. Wyniki obliczeń zweryfikowano doświadczalnie na rzeczywistych frezarkach. Potwierdzono przewidywania symulacji komputerowej.