五軸數(shù)控機(jī)床加工精度研究

五軸數(shù)控機(jī)床加工精度研究1五軸數(shù)控機(jī)床精度建模 為進(jìn)一步了解五軸數(shù)控機(jī)床的加工精度建模，本文選擇了某機(jī)床集團(tuán)生產(chǎn)的五軸數(shù)控機(jī)床為研究對(duì)象，其中包括床身、工作臺(tái)、工件、橫向溜板、豎向溜板、繞軸擺動(dòng)頭等多個(gè)部分。首先把集層抽象成纖維多體系統(tǒng)后對(duì)基層的各個(gè)零件的誤差量進(jìn)行了解，清楚每個(gè)部件之間的誤差量，以此為具體建議五軸數(shù)控機(jī)床精度模型提供理論上的基礎(chǔ)。五軸數(shù)控機(jī)床的特征：五軸數(shù)控機(jī)床具有很強(qiáng)的幾何特點(diǎn)，主要體現(xiàn)在幾何誤差項(xiàng)中，即以軸為例時(shí)，沿著軸移動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的定位誤差（），方向產(chǎn)生的直線度誤差（），方向產(chǎn)生的直線度誤差（）；另外，滾動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的位置也產(chǎn)生了誤差，即滾轉(zhuǎn)誤差（），偏擺誤差（），俯仰誤差（）。所以在對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床加工精度模型建立前必須分析軸和軸的幾何誤差，以便于更好地掌握各個(gè)部件間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，從而確定出正確的空間點(diǎn)，最終建立標(biāo)準(zhǔn)的模型。 2五軸數(shù)控機(jī)床加工精度模型建立 根據(jù)五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)精度模型，并建立相應(yīng)的控制坐標(biāo)體系，然后根據(jù)五軸數(shù)控機(jī)床特征分析并確定旋正卡爾坐標(biāo)，最后設(shè)定卡爾坐標(biāo)系，即“（，）”。將其中刀具的坐標(biāo)設(shè)為，然后以點(diǎn)為基礎(chǔ)建立坐標(biāo)體系，即：，刀具形成的點(diǎn)坐標(biāo)軸體系函數(shù)分析結(jié)果為：通過(guò)對(duì)上面坐標(biāo)的分析得到機(jī)床在實(shí)際成型運(yùn)動(dòng)中，會(huì)針對(duì)點(diǎn)形成相應(yīng)的坐標(biāo)，即：，從上面的數(shù)據(jù)坐標(biāo)關(guān)系我們了解到建立機(jī)床加工精度模型時(shí)，要注意模型的坐標(biāo)范圍，并明確刀具形成點(diǎn)和位移點(diǎn)之間的變換關(guān)系，以保證測(cè)量效果。另外，還需要控制刀具成型點(diǎn)的位置，最好提前根據(jù)坐標(biāo)設(shè)定刀具位置，然后在建立模型時(shí)將刀具的位置嚴(yán)格控制在提前設(shè)定好的位置范圍內(nèi)，以最大限度地減少刀具組裝誤差距離。最后，還需要根據(jù)刀具應(yīng)用需求確定測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)及要求，然后在該要求及標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上構(gòu)建五軸刀具精度模型，并分析精度模型控制要素的數(shù)據(jù)坐標(biāo)位置關(guān)系，以保證坐標(biāo)模型得到高效應(yīng)用。 3五軸數(shù)控機(jī)床幾何誤差分析 五軸數(shù)控機(jī)床加工精度模型建立過(guò)程中還需要分析五軸數(shù)控機(jī)床加工精度幾何誤差，包括幾何誤差、熱誤差、載荷誤差和伺服系統(tǒng)誤差等。其中幾何誤差最容易測(cè)量，并且任何幾何誤差都可以通過(guò)運(yùn)動(dòng)建模的方法來(lái)進(jìn)行分析，受到的環(huán)境因素影響最小。而熱誤差、載荷誤差和伺服系統(tǒng)誤差等的測(cè)量及分析難度較高，所以相比較而言，本文還是選擇幾何誤差進(jìn)行分析。本文選擇的五軸龍門數(shù)控機(jī)床擁有個(gè)關(guān)鍵運(yùn)動(dòng)部件，各個(gè)關(guān)鍵零部件都可能存在靜態(tài)和運(yùn)動(dòng)誤差個(gè)部分，其中運(yùn)動(dòng)誤差又分為項(xiàng)線位移和項(xiàng)角位移誤差，這里可以根據(jù)剛體六自由度假設(shè)理論分析出每個(gè)軸運(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生項(xiàng)種誤差，所以個(gè)軸就有項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差，以此為基礎(chǔ)分析出五軸數(shù)控機(jī)床幾何坐標(biāo)體系中軸與軸、軸及軸、軸和軸之間，垂直度誤差及靜態(tài)誤差分別存在項(xiàng)和項(xiàng)，所以五軸數(shù)控機(jī)床的幾何誤差參數(shù)一共有項(xiàng)。 4五軸數(shù)控機(jī)床精度預(yù)測(cè)研究 建立五軸數(shù)控機(jī)床加工精度模型和分析其幾何誤差后，還需要對(duì)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，主要通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析的方法進(jìn)行預(yù)測(cè)。具體預(yù)測(cè)如下：對(duì)數(shù)控機(jī)床應(yīng)用過(guò)程中的坐標(biāo)建模進(jìn)行精度誤差控制，盡可能將誤差控制在一定范圍內(nèi)；然后將誤差范圍設(shè)定為，等；之后按照該實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，并區(qū)別出五軸數(shù)控機(jī)床加工精度和實(shí)驗(yàn)效果；最后在該基礎(chǔ)上按照具體的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用效果，對(duì)加工精度進(jìn)行設(shè)置及選擇，以提高機(jī)床應(yīng)用效率。 5結(jié)束語(yǔ) 五軸數(shù)控機(jī)床加工精度模型的建立，不僅能夠完善五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)，還能夠提高五軸數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用效率及加工精度。本文對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床加工精度建模進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠?qū)ξ遢S數(shù)控機(jī)床精度提升起到積極作用。 參考文獻(xiàn) 1孫中芹.五軸數(shù)控機(jī)床精度建模與預(yù)測(cè)研究J.中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),2018(08):177. 2范晉偉,齊國(guó)超,陶浩浩,等.五軸數(shù)控機(jī)床的加工精度建模研究J.制造技術(shù)與機(jī)床,2018(07):75-79. 2