基于激光跟蹤儀的大型五軸數(shù)控機(jī)床空間精度檢測(cè)及建模.pdf

1、在航空航天制造業(yè)中，存在著大量不同類型的大尺寸復(fù)雜零件，相對(duì)于小型機(jī)床而言，大型五軸數(shù)控機(jī)床由于其工作空間范圍大、結(jié)構(gòu)靈活，在加工這類零件時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。然而大型機(jī)床往往受到自身制造、裝配等精度的限制，導(dǎo)致其在進(jìn)行超精密加工時(shí)無法滿足精度要求，而機(jī)床空間精度作為各誤差源在機(jī)床系統(tǒng)中的綜合體現(xiàn)，能很好的反映大型機(jī)床在全工作空間域的精度，并為機(jī)床精度補(bǔ)償提供依據(jù)。因此，本文以提高大型五軸數(shù)控機(jī)床空間精度為目的，開展了空間精度的檢測(cè)、建模等

2、相關(guān)研究。具體內(nèi)容如下：
　?。?）首先開展空間誤差源分析，定義了空間精度的表示方法。結(jié)合大型五軸機(jī)床工作空間特征，選擇 API激光跟蹤儀作為檢測(cè)儀器，研究其相關(guān)檢測(cè)原理，包括三維位置坐標(biāo)測(cè)量原理以及轉(zhuǎn)站測(cè)量原理等。根據(jù)五軸機(jī)床空間精度特征，設(shè)計(jì)了空間位姿精度的檢測(cè)方案。借用機(jī)器人學(xué)中工作空間的概念，采用蒙特卡洛法，分析了五軸數(shù)控機(jī)床的工作空間。
　　（2）基于GPS原理，采用激光跟蹤儀，設(shè)計(jì)了五軸數(shù)控機(jī)床“多站法”空間位姿

3、精度優(yōu)化檢測(cè)方案。在工作空間分析的基礎(chǔ)上，研究了空間測(cè)點(diǎn)生成算法，獲得了機(jī)床工作空間的測(cè)點(diǎn)?；谶z傳算法分別優(yōu)化了激光跟蹤儀在測(cè)量過程中的設(shè)站和空間位姿檢測(cè)路徑，保證了測(cè)量精度，并提高了測(cè)量效率。
　?。?）采用多項(xiàng)式函數(shù)擬合出各單項(xiàng)誤差在機(jī)床各軸任意位置處的誤差值，結(jié)合多體運(yùn)動(dòng)學(xué)建立的機(jī)床空間位姿模型，計(jì)算出特定位置的機(jī)床位姿向量，與激光跟蹤儀檢測(cè)出的相應(yīng)位置處的位姿數(shù)據(jù)相比較，得到差異向量，運(yùn)用LM算法，辨識(shí)出了各單項(xiàng)誤差擬合