大型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床誤差建模與補(bǔ)償研究.pdf

1、誤差補(bǔ)償是提高機(jī)床加工精度的有效方法之一，誤差建模是進(jìn)行誤差辨識(shí)與補(bǔ)償?shù)南刃袟l件。本文首先利用多體系統(tǒng)理論建立了課題研究的大型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的誤差模型，然后對(duì)機(jī)床誤差辨識(shí)的方法進(jìn)行了研究。定位誤差檢測(cè)是機(jī)床誤差辨識(shí)時(shí)的必檢項(xiàng)目，故本文還對(duì)定位誤差檢測(cè)與補(bǔ)償方法進(jìn)行了研究，并對(duì)該機(jī)床進(jìn)行了定位誤差的檢測(cè)與補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)分析了影響機(jī)床加工精度的誤差來源。根據(jù)多體系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)理論體系，將機(jī)床上運(yùn)動(dòng)部件等效為多體系

2、統(tǒng)中的典型體，用齊次坐標(biāo)變換矩陣來描述體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。將機(jī)床分為兩個(gè)分支，刀具分支與工件分支。根據(jù)加工時(shí)刀位點(diǎn)與工件上正被加工點(diǎn)位置應(yīng)處于同一位置，將機(jī)床的刀具分支與工件分支聯(lián)系起來。由刀具分支中刀位點(diǎn)在床身體坐標(biāo)系中的位置矢量與工件分支中理論加工點(diǎn)在床身坐標(biāo)系中的位置矢量之差建立了機(jī)床的通用誤差模型。
　　(2)建立了課題所述的大型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的誤差模型。用Pro/E建模軟件建立該機(jī)床的三維模型，將模型軸測(cè)圖導(dǎo)入AutoCAD

3、，對(duì)該機(jī)床總體布局進(jìn)行描述。分析其上龍門架、滑鞍、Z向套筒、C軸部件、B軸部件等運(yùn)動(dòng)部件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。建立各體的體坐標(biāo)系，抽象出機(jī)床的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，用齊次坐標(biāo)變換矩陣描述各相鄰體間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，然后建立大型五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的誤差模型。
　　(3)對(duì)機(jī)床平動(dòng)軸與旋轉(zhuǎn)軸的誤差辨識(shí)理論進(jìn)行了研究，給出了該機(jī)床誤差辨識(shí)的方法。誤差辨識(shí)時(shí)定位誤差檢測(cè)項(xiàng)目為必檢項(xiàng)目。對(duì)用激光干涉儀檢測(cè)機(jī)床平動(dòng)軸定位誤差和直線度誤差的原理和用激光跟蹤儀檢測(cè)機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸定位

4、誤差的原理進(jìn)行了分析。
　　(4)研究了機(jī)床定位誤差補(bǔ)償方法。分析了機(jī)床定位誤差產(chǎn)生的主要原因，對(duì)定位精度評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了介紹。分析了機(jī)床上常見定位誤差類型和目前定位誤差補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)方法，分析了西門子SINUMERIK840Dp1數(shù)控系統(tǒng)中定位誤差補(bǔ)償原理和有關(guān)定位誤差補(bǔ)償?shù)膮?shù)設(shè)置問題。
　　(5)對(duì)機(jī)床進(jìn)行了Y軸和B軸定位誤差的檢測(cè)與補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)，對(duì)補(bǔ)償前后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)深入的分析，結(jié)果表明:經(jīng)過誤差補(bǔ)償，機(jī)床定位精度達(dá)到