面向多體系統(tǒng)的五軸聯(lián)動數控機床運動建模及幾何誤差分析研究.pdf

1、數控加工后置處理不僅是CAD/CAM技術和數控編程系統(tǒng)的重要組成部分，而且也是實現(xiàn)數控機床幾何誤差軟件補償的重要途徑。后置處理的關鍵是機床運動求解，即根據機床的運動結構和各軸之間的運動關系把刀位文件中在工件坐標系中給出的的刀位數據轉化為機床坐標系中數控機床各坐標軸的運動坐標。目前，機床運動求解的一般方法都是采用基于機床結構分類的無誤差處理方法，而一種理想的后置處理系統(tǒng)應該能夠對數控機床幾何誤差進行補償。 本文主要對五軸聯(lián)動數控機

2、床運動學建模，幾何誤差補償及誤差參數辨識等三個主要內容進行了研究，最后對該系統(tǒng)進行了驗證，研究情況如下： (1)機床運動學建模研究了一種較為特殊的五軸聯(lián)動數控機床結構，該機床刀具旋轉軸線與Z軸成一定夾角。以此機床為例探索了基于多體系統(tǒng)的機床建模方法，建立了刀具旋轉軸線與Z軸成任意夾角的數控機床運動學模型，為建立任意結構的數控機床運動學模型提供參考價值。并通過該模型將由前置刀位文件提供的刀軸矢量和刀位轉換成數控機床各運動軸上的運動

3、量。 (2)幾何誤差補償介紹了目前主流的五軸聯(lián)動數控機床的運動結構，按照兩個回轉軸的配置情況，將五軸數控機床分為3類。按照多體系統(tǒng)理論，每類五軸聯(lián)動數控機床的拓撲結構和低序體陣列相同，故3類機床分別以一種具體結構的機床為例，在參考雙轉臺類型機床的幾何誤差建?；A上，完善基于多體系統(tǒng)的誤差理論，用于各類五軸機床的誤差建模。將運動學建模所得到的理想狀態(tài)下的數控指令作為初值進行誤差補償后的數控指令的迭代求解。 (3)誤差參數辨

4、識研究了平動軸和轉動軸的誤差辨識方法。在此基礎上得到計算實際數控指令所需的誤差參數。 (4)系統(tǒng)驗證利用Visual C++6.0開發(fā)工具對五軸聯(lián)動數控機床后置處理系統(tǒng)進行了實現(xiàn)，最后采用VERICUT理想狀態(tài)下的后置處理進行了驗證，對比了幾何誤差補償前后的數控指令，并將幾何誤差補償后的仿真模型同設計模型進行了誤差對比。 本文在研究五軸聯(lián)動數控機床結構和多體系統(tǒng)理論的基礎上探索了基于多體系統(tǒng)理論的機床運動建模方法。完善了