大型五軸聯(lián)動機床誤差建模與補償研究.pdf

1、誤差補償是提高機床加工精度的有效方法之一，誤差建模是進行誤差辨識與補償?shù)南刃袟l件。本文首先利用多體系統(tǒng)理論建立了課題研究的大型五軸聯(lián)動機床的誤差模型，然后對機床誤差辨識的方法進行了研究。定位誤差檢測是機床誤差辨識時的必檢項目，故本文還對定位誤差檢測與補償方法進行了研究，并對該機床進行了定位誤差的檢測與補償實驗。主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)分析了影響機床加工精度的誤差來源。根據(jù)多體系統(tǒng)運動學理論體系，將機床上運動部件等效為多體系

2、統(tǒng)中的典型體，用齊次坐標變換矩陣來描述體間相對運動關(guān)系。將機床分為兩個分支，刀具分支與工件分支。根據(jù)加工時刀位點與工件上正被加工點位置應(yīng)處于同一位置，將機床的刀具分支與工件分支聯(lián)系起來。由刀具分支中刀位點在床身體坐標系中的位置矢量與工件分支中理論加工點在床身坐標系中的位置矢量之差建立了機床的通用誤差模型。
　　(2)建立了課題所述的大型五軸聯(lián)動機床的誤差模型。用Pro/E建模軟件建立該機床的三維模型，將模型軸測圖導(dǎo)入AutoCAD

3、，對該機床總體布局進行描述。分析其上龍門架、滑鞍、Z向套筒、C軸部件、B軸部件等運動部件間的運動關(guān)系。建立各體的體坐標系，抽象出機床的拓撲結(jié)構(gòu)，用齊次坐標變換矩陣描述各相鄰體間的運動關(guān)系，然后建立大型五軸聯(lián)動機床的誤差模型。
　　(3)對機床平動軸與旋轉(zhuǎn)軸的誤差辨識理論進行了研究，給出了該機床誤差辨識的方法。誤差辨識時定位誤差檢測項目為必檢項目。對用激光干涉儀檢測機床平動軸定位誤差和直線度誤差的原理和用激光跟蹤儀檢測機床旋轉(zhuǎn)軸定位

4、誤差的原理進行了分析。
　　(4)研究了機床定位誤差補償方法。分析了機床定位誤差產(chǎn)生的主要原因，對定位精度評定標準進行了介紹。分析了機床上常見定位誤差類型和目前定位誤差補償?shù)南嚓P(guān)方法，分析了西門子SINUMERIK840Dp1數(shù)控系統(tǒng)中定位誤差補償原理和有關(guān)定位誤差補償?shù)膮?shù)設(shè)置問題。
　　(5)對機床進行了Y軸和B軸定位誤差的檢測與補償實驗，對補償前后的實驗結(jié)果進行了詳細深入的分析，結(jié)果表明:經(jīng)過誤差補償，機床定位精度達到