基于球桿儀位姿的加工中心回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差辨識(shí)研究
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：五軸CNC加工中心相較于傳統(tǒng)的三軸加工中心優(yōu)勢(shì)明顯、應(yīng)用廣泛，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度的增加也給加工精度的提高帶來一定的困難，這主要在于增加的2個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的各項(xiàng)誤差不僅直接影響刀具位置姿態(tài)， 而且使得誤差補(bǔ)償更為復(fù)雜[1]。目前，對(duì)傳統(tǒng)三軸加工中心的誤差檢測(cè)研究已經(jīng)較為成熟，但是五軸CNC加工中心旋轉(zhuǎn)軸的誤差測(cè)量尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，是國內(nèi)外學(xué)者們研究的重點(diǎn)。 Yang S H等[2]利用球桿儀配合半球形螺旋軌跡檢測(cè)，通過分析空間矢量幾何關(guān)系辨識(shí)、分離出加工中心旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差。Zargarbashi S和Mayer J等[3]基于加工中心運(yùn)動(dòng)誤差的敏感方向，使用球桿儀設(shè)計(jì)了 5種測(cè)量模式，推導(dǎo)出誤差模型來辨識(shí)擺動(dòng)軸的5項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差，但未測(cè)量出轉(zhuǎn)角定位誤差。Zhu等[4]利用球桿儀徑向、切向及軸向3種測(cè)量模式測(cè)量出旋轉(zhuǎn)軸6項(xiàng)幾何誤差，并在PM20型龍門式雙刀擺五軸CNC加工中心上驗(yàn)證了該方法的可行性。北京航空航天大學(xué)的劉飛[5]通過分析回轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)幾何誤差對(duì)測(cè)量?jī)x器的影響，可辨識(shí)出旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)中5個(gè)自由度方向上的幾何誤差，剩余一項(xiàng)軸向旋轉(zhuǎn)角誤差由激光干涉儀旋轉(zhuǎn)軸測(cè)量組件測(cè)得。浙江大學(xué)的何振亞等™采用球桿儀的切線測(cè)量路徑，通過分解出移動(dòng)軸圓弧運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的誤差對(duì)切線方向的影響分量，再用此分量修正切線測(cè)量結(jié)果，來辨識(shí)轉(zhuǎn)角定位誤差，但是該法不能求出旋轉(zhuǎn)軸其余五項(xiàng)幾何誤差。在使用球桿儀測(cè)量旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差的過程中，往往由于移動(dòng)軸的聯(lián)動(dòng)，使得辨識(shí)的誤差結(jié)果中耦合了移動(dòng)軸幾何誤差，為了精確辨識(shí)出旋轉(zhuǎn)軸誤差，提出一種基于球桿儀實(shí)際位姿的旋轉(zhuǎn)軸誤差辨識(shí)方法。以QLM27100-5X型五軸龍門加工中心的回轉(zhuǎn)臺(tái)為測(cè)量對(duì)象，采用球桿儀X向,Y向和Z向組合的測(cè)量方法，再基于多體運(yùn)動(dòng)學(xué)理論建立球桿儀兩端球心的實(shí)際位置坐標(biāo)，并依此推導(dǎo)出包括移動(dòng)軸誤差在內(nèi)的回轉(zhuǎn)臺(tái)誤差辨識(shí)公式，以辨識(shí)回轉(zhuǎn)臺(tái)的6項(xiàng)幾何誤差。1加工中心回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差辨識(shí)方法1.1回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差參數(shù)由于裝配誤差、形狀誤差、溫度、力變形、摩擦和潤滑等因素的影響，加工中心旋轉(zhuǎn)軸在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)偏離理想路線而產(chǎn)生位置偏差，分別為沿x,y，z向的3項(xiàng)位移誤差以及繞向的3項(xiàng)轉(zhuǎn)角誤差。以QLM27100-5X型五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該加工中心為刀具擺動(dòng)與工作合旋轉(zhuǎn)型結(jié)構(gòu)（即CFXYZA型），其結(jié)構(gòu)如圖1所示。加工中心回轉(zhuǎn)臺(tái)（又稱為C軸）旋轉(zhuǎn)時(shí)，產(chǎn)生6項(xiàng)幾何誤差，回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差如圖2所示。圖2中，汐，0分別表示位移誤差及轉(zhuǎn)角誤差，其中下標(biāo)表示運(yùn)動(dòng)軸，上標(biāo)表示誤差的方向，例如坭表示C鈾的沿y方向的位移誤差。 海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內(nèi)容都PDF格式顯示，如未有顯示請(qǐng)刷新或轉(zhuǎn)換瀏覽器嘗試，手機(jī)瀏覽可能無法正常使用！結(jié)束語：提出了_種基于球桿儀實(shí)際位姿的旋轉(zhuǎn)軸誤差辨識(shí)方法，并以CFXYZA型CNC加工中心的回轉(zhuǎn)臺(tái)為對(duì)象，使用球桿儀X向,Y向及Z向3種測(cè)量模式，通過改變中心座的安裝位置和高度，共進(jìn)行6次測(cè)量，并由齊次坐標(biāo)變換推導(dǎo)出回轉(zhuǎn)臺(tái)幾何誤差參數(shù)與桿長(zhǎng)變化量的關(guān)系式，共辨識(shí)出6項(xiàng)幾何誤差。辨識(shí)結(jié)果可知，回轉(zhuǎn)臺(tái)位移誤差精度在8. 5 內(nèi)，轉(zhuǎn)角誤差精度在0. 004 rad內(nèi)，表明該方法不僅切實(shí)可行，且具有較高的辨識(shí)精度。此外，該方法對(duì)同類型加工中心回轉(zhuǎn)臺(tái)的幾何誤差測(cè)量、辨識(shí)均具有參考意義和應(yīng)用價(jià)值。但由于X軸結(jié)構(gòu)限制，如何提海天精工是一家集銷售、應(yīng)用及服務(wù)于一體的公司。產(chǎn)品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機(jī)、石墨機(jī)、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機(jī)床的生產(chǎn)工廠設(shè)在廣東省寧波市，目前其生產(chǎn)的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務(wù)！聲明：本站文章均來自網(wǎng)絡(luò)，所有內(nèi)容不代表本站觀點(diǎn)，本站不承擔(dān)任何法律責(zé)任！