【摘 要】
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五轴数控机床可以加工复杂曲面零件,高端五轴数控机床的加工性能是一个国家制造能力的展现。本文重点研究五轴数控机床加工误差建模方法,探讨传统误差检测辨识方法优点和局限性
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五轴数控机床可以加工复杂曲面零件,高端五轴数控机床的加工性能是一个国家制造能力的展现。本文重点研究五轴数控机床加工误差建模方法,探讨传统误差检测辨识方法优点和局限性,提出检测数控机床直线轴与辨识转动轴几何误差的方法,以一台五轴数控加工机床为研究对象,建立出几何误差模型,测量出机床主要几何误差数据,得到机床空间定位误差,研究基本误差补偿理论与方法。选择通用性更好、建模思路更清晰的多体系统运动学理论为误差建模理论基础,分析影响机床加工精度的误差来源,主要研究机床直线轴与转动轴的几何误差,列出机床相邻体间静止、运动误差特征矩阵,建立包括直线轴和转动轴共37项几何误差的误差模型,不仅列出刀具成形点的空间位置误差数学表达式,还推导出刀具姿态误差数学表达式。研究9线法、12线法等几种典型几何误差辨识方法,以实际应用角度分析各种方法优点与缺陷,并说明传统误差辨识方法对非FXYZ型结构机床进行误差测量的局限性。给出基于Renishaw激光干涉仪的机床直线轴几何误差检测方法。目前对机床转动轴的误差检测研究较少而且不够深入,因此提出一种能够辨识出转动轴全部6项几何误差的方法。采用Renishaw XL-80激光干涉仪测出五轴数控机床三个直线轴的线性误差与角度误差,简化机床空间位置误差模型,代入测量点误差数据,得到各测量点的空间位置误差,验证了模型的正确性,并分析影响机床空间位置误差的误差元素。研究误差补偿理论与方法,为提高数控机床加工精度提供准确数据。
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