高檔數(shù)控機床誤差實時補償關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國航空航天技術(shù)、電子信息技術(shù)等的行業(yè)的快速發(fā)展，對以五軸聯(lián)動為代表的高檔數(shù)控機床的需求也快速增長。然而，國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床仍與國外先進水平存在不小的差距。本課題在國家科技重大專項“數(shù)控機床誤差測量、分析與補償技術(shù)”等項目的支持下，以一臺雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機床為研究對象，開展了誤差實時補償技術(shù)相關(guān)的研究工作。
　　本文的主要研究內(nèi)容有：
　?。?）基于齊次坐標變換方法建立了雙轉(zhuǎn)臺五軸聯(lián)動數(shù)控機床空間誤差模型。本文結(jié)合所

2、研究的五軸機床的結(jié)構(gòu)特點，建立了各軸隨動坐標系并明確了它們的初始位置關(guān)系，繼而通過研究齊次坐標變換的原理以及變換矩陣的運算方法，對五軸機床運動鏈各環(huán)節(jié)變換矩陣進行了求解，最后根據(jù)齊次坐標變換法推導了五軸聯(lián)動機床的正運動學模型和空間誤差模型。
　?。?）研究并提出了一種空間誤差補償值的實時計算策略。利用計算機直接求解有幾何誤差的五軸機床運動學方程的逆解存在計算量大，耗費時間長的問題，不適合用于實時誤差補償。本文根據(jù)空間誤差模型，通過

3、迭代的方式計算理想狀態(tài)下運動學逆解，使刀具在工件坐標系下的位姿逐步逼近理想位姿，最終得到五個運動軸的補償值，從理論上保證了空間誤差補償?shù)膶崟r性的要求。
　　（3）通過數(shù)學仿真的方式研究了球桿儀的安裝誤差對測量值影響的規(guī)律，提出了一種新的安裝誤差辨識和分離方法。實驗結(jié)果和仿真數(shù)據(jù)均證明了所提出的方法的有效性。在此基礎(chǔ)上，本文對經(jīng)典的旋轉(zhuǎn)軸的誤差測量方法進行了改進，通過分離球桿儀安裝誤差的影響，提高了誤差辨識結(jié)果的準確性。