五轴加工中心空间误差分析及补偿研究-论文.pdf

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1、第7期机械设计与制造2014年7月MachineryDesign&Manufacturel27五轴5-中心空间误差分析及补偿研究包丽，张洪军(齐齐哈尔大学机电工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006)摘要：加工中心精度是影响产品加工精度的最重要因素，误差补偿技术是提高加工中心精度的重要方式。通过分析五轴加工中心的空间误差及建模结果，以TTrRR五轴加工中心为例，建立了综合空间误差模型，为误差补偿打下理论基础；通过研究多种误差补偿技术，提出了一种可以基于建模结果的平动轴几何误差测量新方法，结合旋转轴几何误差的

2、测量结果，最后通过在某台五轴加工中心上进行测量和补偿实验，验证了建模结果的正确性和新位移测量法的有效性。关键词：五轴加工中心；空间误差；几何误差辨识；误差补偿中图分类号：TH16；TH161文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)07—0127．-03AnalysisandCompensationonVolumetricErrorsforAFive-AxisCNCMachiningCenterBAOLi，ZHANGHong-jnil(MechanicalandElectricalEngin

3、eeringCollege，Qiqiharuniversity，HeilongjiangQiqihar161006，China)Abstract：Machiningcenteraccuracy埘themostimportantf~torafectingtheproductprocessingprecision．anderrorcompensationtechniqueanimportantwaytoimprovetheaccuracyofmachiningcenter,accordingtotheana

4、lysisonthevolumetricero~andthemodelingresultsforthefive--axisCNCmachiningcenter，theTITRRfive--axismachiningcenter璐aexample，thecomprehensivespatialerrormodelWO$established．珊thetheoreticalfoundationforerrorcompensation,"throughresearchingthevariouserrorcom

5、pensationtechnologies，anewmethodtotheidentifcationofgeometricero~wasproposedbasedonthevolumetricerrormodelIncombinationwiththemeasudngresultsofgeometricalerrorofrotationaxis，tovalidatethecompensationeffectusingthenewdisplacementmeasurementmethod，themeasu

6、rementandcompensationexperimentwasperformedKeyWords：Five-AxisCNCMachiningCenter；VolumetricError；GeometricErrorIdentification；ErrorCompensation与补偿实验，验证了方法的正确性和有效性。1引言精密和超精密加工技术已经在航空、汽车、微电子等领域有2加工中心空间误差的分析了广泛的应用。数控机床作为制造加工中的重要工具，其精度是五轴加工中心分为三种基本类型：(1)工作台回转

7、，摆动型影响产品加工精度的最重要因素，几何误差、热误差占到总误差(RR1-1Tr)；(2)刀具摆动型(rrITRR)；(3)刀具与工作台回转／摆动的65％以上l】，其受环境影响较小，可在较长时间内保持稳定，重型(RTITR)型。但不论哪种类型的机床，由刚体运动学原理可知，复性好，易于进行误差补偿，所以是机床误差补偿的主要研究方其空间误差都由平动轴的21项和旋转轴的12项几何误差组成：向。误差补偿技术盥是通过分析数控机床影响加工精度的几何误平动轴误差元素：差来源，建立几何误差数学模型，经过对机床的几何误差

8、进行辨(1)直线定位误差：、△和；；识和补偿，从而提高加工精度的方法。目前已开发出多种不同辨(2)直线度误差：△、、、，、；和AyA识几何误差的位移方法，如22线法13]、14线法141和9线法等，它(3)转角误差：△％、△、Ay,、△△、ATy、△％、△和△；们各有特色，为进行误差辨识提供了多种选择。但是，这些方法(4)垂直度误差：△、△和△；仍然存在一些不足，如9线法必须依赖至少能同时测量位移误差和两个互为垂直方向直线度误差的多功能激光