五軸數(shù)控機(jī)床精度測評方法研究.pdf

1、數(shù)控機(jī)床的精度是保證零件加工精度的首要條件之一。隨著交通、航空、航天等領(lǐng)域的發(fā)展，汽車零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件及現(xiàn)代模具的結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，曲面變得越來越多，對數(shù)控機(jī)床的精度也提出了更高的要求。提高機(jī)床精度一直是國內(nèi)外研究的目標(biāo)之一，我國數(shù)控機(jī)床在性能、精度和可靠性等方面與國外機(jī)床還存在較大的差距。針對數(shù)控機(jī)床精度保持性和提高的需求，進(jìn)行數(shù)控機(jī)床誤差分析與精度測評的研究，對我國高檔數(shù)控機(jī)床的自主開發(fā)及精度提高有重要理論意義和實用價值。

2、>　　本文以“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項課題為背景，針對成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司示范應(yīng)用工程所采用的大型立式五軸數(shù)控機(jī)床精度檢測和評價的實際需求，開展了五軸數(shù)控機(jī)床誤差建模與精度評價技術(shù)的研究。深入研究了數(shù)控機(jī)床誤差檢測方法、誤差辨識與分離機(jī)理、誤差分析模型及精度測評方法。主要研究工作與成果如下:
　　(1)五軸數(shù)控機(jī)床誤差建模原理與分析模型研究。針對一種構(gòu)型五軸數(shù)控機(jī)床，在分析數(shù)控機(jī)床主要誤差來源及誤差形式

3、的基礎(chǔ)上，基于多體系統(tǒng)理論建立了五軸數(shù)控機(jī)床的綜合誤差模型。
　　(2)建立了五軸數(shù)控機(jī)床空間誤差分析模型。利用激光干涉儀等儀器檢測機(jī)床坐標(biāo)軸的各項誤差，基于多體系統(tǒng)理論建立空間誤差模型，計算機(jī)床工作區(qū)域內(nèi)的空間誤差分布和機(jī)床當(dāng)前精度狀況，為確定機(jī)床的特定誤差檢測項，實現(xiàn)對主要誤差項的快速、高效檢測和數(shù)控機(jī)床誤差補償提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　(3)提出了五軸數(shù)控機(jī)床圓度誤差檢測與分離方法。在分析機(jī)床圓度誤差影響因素基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了誤

4、差傳遞函數(shù)與誤差分離算法，通過參數(shù)求解得到了各誤差源對機(jī)床圓度誤差的影響程度，實現(xiàn)了各誤差源的定性分析和定量分析。利用光柵尺位移傳感器和球桿儀對數(shù)控機(jī)床在不同工況下的圓度誤差進(jìn)行了檢測，通過對比進(jìn)一步分析了數(shù)控機(jī)床的主要誤差源，并利用所提方法對機(jī)床圓度誤差進(jìn)行了初步分離。
　　(4)開發(fā)出了數(shù)控機(jī)床精度評價原型系統(tǒng)。針對用戶需求，在數(shù)控機(jī)床誤差檢測、辨識基礎(chǔ)上，設(shè)計機(jī)床精度測評指標(biāo)集，構(gòu)建機(jī)床精度評價指標(biāo)體系，結(jié)合層次分析法與模糊