基于誤差敏感方向加工測試的五軸機床旋轉軸運動誤差辨識方法研究.pdf

1、隨著五軸數(shù)控機床越來越多地被用于高精加工，如何提高其加工精度成為廣受關注的技術關鍵。運動精度是研發(fā)高精度五軸機床最基礎的指標，而提高機床運動精度的前提是對運動誤差進行快速、準確的辨識。本學位論文在國家重大科技專項“高檔數(shù)控機床與基礎制造裝備”和浙江省重點科技創(chuàng)新團隊“高檔數(shù)控機床及其關鍵技術”等項目的資助和支持下，對基于誤差敏感方向的五軸機床旋轉軸運動誤差加工測試辨識方法進行了研究。論文主要研究內容和成果概述如下:
　　比較研究了

2、機床誤差直接測量法和誤差辨識法的不同原理，總結出機床誤差的非切削辨識方法和加工測試辨識方法的優(yōu)缺點，并系統(tǒng)地綜述了機床運動誤差辨識技術的國內外研究現(xiàn)狀。針對現(xiàn)有的五軸機床旋轉軸運動誤差辨識技術中存在的計算復雜、操作耗時、成本較高、通用性不強等問題，結合機床用戶和制造廠家的實際需求，提出一種插補運動檢測和工作精度檢測相結合的研究方法，根據(jù)插補運動的數(shù)學模型設計切削實驗，進而從試件的加工誤差中快速地辨識出旋轉軸的運動誤差源。
　　通過

3、優(yōu)化機床坐標系設置，提出了一種基于機器人運動學的五軸機床運動誤差簡化建模方法，并以兩個旋轉軸疊加在一起的萬能主軸頭型和搖籃式五軸機床為例，推導了運動誤差的數(shù)學公式，所建立的數(shù)學模型表達式簡單，物理意義明確，便于分離旋轉軸單項運動誤差，為誤差辨識的實施奠定了基礎。
　　提出一種基于誤差敏感方向的五軸機床旋轉軸運動誤差加工測試辨識方法。該方法首先在機床轉臺運動學模型中引入誤差敏感方向矢量進行矩陣運算，建立了工件加工誤差和轉臺旋轉軸各項

4、運動誤差之間的函數(shù)關系。然后對已切削試件進行三坐標采樣測量得到加工誤差，并根據(jù)加工誤差辨識出轉臺回轉軸各項運動誤差。該方法對旋轉軸運動誤差的檢測分為兩步，即轉臺回轉軸單獨運動測試和擺動軸、回轉軸聯(lián)動測試，共包含十種加工模式。實驗結果表明，相對于現(xiàn)有文獻中的加工測試誤差辨識方法，本方法對各種轉角范圍的五軸機床通用性強，可以大幅減少計算的復雜程度，提高檢測效率，降低檢驗成本。
　　采用蒙特卡羅模擬和數(shù)理統(tǒng)計相結合的方法，對五軸機床運動