五軸數(shù)控機(jī)床幾何誤差辨識(shí)及其誤差建模技術(shù)研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)全球化，用戶對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、穩(wěn)定性、安全性、功能的多元化、結(jié)構(gòu)精細(xì)化的需求也愈來(lái)愈強(qiáng)烈。尤其是在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)不斷加強(qiáng)，消費(fèi)者對(duì)特性化的產(chǎn)品追求也不斷增長(zhǎng)，這就要求制造商能夠?qū)@些需求產(chǎn)品進(jìn)行多元化以及小批量的柔性生產(chǎn)。但是由于各種不同因素的影響，阻礙了機(jī)床加工精度的進(jìn)一步提升。機(jī)床的精度已經(jīng)成為了當(dāng)前制造技術(shù)研究的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。
　　 目前，提高機(jī)床加工性能有兩個(gè)途徑。第一種途徑是誤差預(yù)防法，就是盡最大可能降低誤差來(lái)

2、源，主要有在生產(chǎn)機(jī)床本體的時(shí)候，提高它的各個(gè)組件的精度、以及提升裝配質(zhì)量等方法。對(duì)于現(xiàn)在企業(yè)對(duì)機(jī)床精度日益增長(zhǎng)的需求，往往表現(xiàn)出了更多的局限性。而且由于機(jī)床加工環(huán)境和加工的要求存在著很多不確定的影響因子，這就給控制機(jī)床的各種誤差帶了巨大的困難。因此，僅僅利用誤差防止方法已經(jīng)很難滿足企業(yè)提高生產(chǎn)質(zhì)量的需求。第二種途徑是誤差補(bǔ)償法，即通過(guò)事先修正機(jī)床得到的加工代碼或者利用先進(jìn)的檢測(cè)設(shè)備，在機(jī)床運(yùn)行時(shí)，直接檢測(cè)出實(shí)時(shí)的誤差，然后直接反饋到主機(jī)

3、中，進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償來(lái)提高機(jī)床的加工質(zhì)量。這個(gè)方法不但可以明顯提高數(shù)控機(jī)床加工的質(zhì)量，而且該方法的成本比較低，已經(jīng)在工業(yè)界以及學(xué)術(shù)界受到了高度的重視。
　　 本文的研究對(duì)象是五軸數(shù)控機(jī)床。在課題進(jìn)行的初始階段，對(duì)五軸機(jī)床的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，并且用UG軟件設(shè)計(jì)出了五軸機(jī)床三種主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型。根據(jù)所設(shè)計(jì)模型，在學(xué)院的加工中心上完成了五軸機(jī)床實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的制作，為后續(xù)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
　　 根據(jù)多體系統(tǒng)理論，描述了兩個(gè)相鄰運(yùn)動(dòng)體之間

4、的特征關(guān)系。詳細(xì)列出了RLLLR型五軸數(shù)控機(jī)床的33項(xiàng)幾何誤差，利用四階齊次矩陣方程描述了各個(gè)相鄰體之間的坐標(biāo)變換，最后根據(jù)機(jī)床成形函數(shù)推導(dǎo)出了RLLLR型五軸機(jī)床的誤差模型。
　　 對(duì)比了幾種常用的辨識(shí)方法，最后選用10線法對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床三個(gè)移動(dòng)軸的21項(xiàng)誤差進(jìn)行了辨識(shí)，推導(dǎo)了其數(shù)學(xué)公式。設(shè)計(jì)了測(cè)量五軸機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差的檢測(cè)方案，同時(shí)也推出了辨識(shí)其12項(xiàng)幾何誤差的數(shù)學(xué)公式。
　　 基于UG軟件針對(duì)一個(gè)曲面零件，在UG