大型多軸機(jī)床幾何誤差建模及后置補(bǔ)償求解.pdf

1、航空、航天和船舶等制造領(lǐng)域的高速發(fā)展，使大型化、復(fù)雜化的零件在工程應(yīng)用越來越廣泛。為了滿足這類零件的特殊加工要求，機(jī)床也往大型化、多軸化和運(yùn)動結(jié)構(gòu)特殊化方向發(fā)展。但由于大型多軸機(jī)床軸數(shù)多、行程大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)，其幾何誤差分量多、形式復(fù)雜，會隨著運(yùn)動軸位置有較大的變化，經(jīng)各運(yùn)動軸的耦合放大后，對輪廓誤差產(chǎn)生更大的影響，限制了大型多軸機(jī)床精度的提高和發(fā)展。
　　針對大型多軸機(jī)床運(yùn)動軸位置變化對幾何誤差影響大問題，分離了幾何誤差中與位

2、置相關(guān)的誤差項(xiàng)和與位置無關(guān)的誤差項(xiàng)，根據(jù)各自的特點(diǎn)對機(jī)床理論運(yùn)動學(xué)模型進(jìn)行了修正，建立了考慮位置變化對機(jī)床幾何誤差影響的含參數(shù)幾何誤差的運(yùn)動學(xué)模型，并給出了大型車銑復(fù)合機(jī)床的參數(shù)幾何誤差建模過程。
　　基于T3激光跟蹤儀和STS六維高性能傳感器，進(jìn)行了參數(shù)幾何誤差標(biāo)定分析。通過直線擬合、圓擬合得到機(jī)床的位置誤差值；通過B樣條曲線的擬合得到機(jī)床單元誤差隨運(yùn)動軸位置的變換函數(shù)，并在一定程度上濾除了測量的隨機(jī)誤差。對大型車銑復(fù)合極差角度

3、誤差敏感性進(jìn)行了正交試驗(yàn)，通過極差分析和方差分析得到了角度誤差對機(jī)床加工精度的影響。
　　提出了參數(shù)幾何誤差運(yùn)動學(xué)模型下的后置處理誤差補(bǔ)償求解算法，通過將機(jī)床參數(shù)誤差模型的超定方程組問題，轉(zhuǎn)化為簡單的線性方程組求解和單變量一維搜索問題，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的含誤差運(yùn)動學(xué)模型的逆向求解。通過在車銑加工中心上的補(bǔ)償效果仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了誤差補(bǔ)償算法對位置誤差和可變單元誤差引起的加工誤差的補(bǔ)償效果。
　　開發(fā)了數(shù)控加工通用后置處理軟件，該軟件可