基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法.docx

基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法
基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法
摘要：在五轴机床加工过程中，空间圆弧误差对零件精度具有重要影响。本文提出了一种基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法，通过对机床运动参数的研究，建立了机床四个自由度误差模型，并基于球杆仪的测量结果对该模型进行了修正和补偿，以提高机床加工精度。
关键词：球杆仪；五轴机床；空间圆弧误差；建模；补偿
1.引言
随着制造业的发展，对于零部件的精度和质量要求越来越高。五轴机床因其具有更广泛的加工能力，成为现代制造业中重要的加工工具。在五轴机床的加工过程中，空间圆弧误差是影响加工精度的主要因素之一。因此，研究空间圆弧误差的建模和补偿方法对于提高机床的加工精度具有重要的意义。
2.相关工作
在过去的研究中，有关五轴机床空间圆弧误差的建模和补偿方法已经得到了一定的研究。其中，常用的方法是基于误差标定系统进行建模和补偿。然而，误差标定系统往往复杂且昂贵，限制了其在实际生产中的应用。
3.球杆仪的原理
球杆仪是一种测量装置，通过测量机床运动过程中产生的球杆变形来推测机床的运动误差。球杆仪由球体和杆体两部分组成，并建立球杆仪模型来描述二者之间的关系。
4.机床四个自由度误差模型的建立
机床运动过程中主要存在四个自由度误差，即沿x、y、z方向的位移误差和绕z轴的姿态误差。通过对机床运动参数的分析，可以建立机床的位移和姿态误差模型，并基于球杆仪的测量结果对模型进行修正和补偿。
5.基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差补偿方法
基于球杆仪测量结果和机床四个自由度误差模型，可以通过补偿控制来减小空间圆弧误差。具体方法是在加工过程中根据测量结果对机床的运动参数进行实时调整，从而消除或减小误差。
6.实验验证
为了验证所提出的方法的有效性，进行了一系列实验。实验结果表明，通过基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差补偿方法，可以显著提高机床的加工精度。
7.结论
本文提出了一种基于球杆仪的五轴机床空间圆弧误差建模及补偿方法，通过对机床运动参数的分析和球杆仪的测量结果，建立了机床四个自由度误差模型，并通过补偿控制来提高机床的加工精度。实验结果表明，所提出的方法具有较好的效果，可以在实际生产中得到应用。
参考文献：
[1]LiJ,WangL,WangS,etal.Errorcomputationalmodellingandcompensationforarotaryaxesoffive-axismachinetool.InternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2016,84(1-4):555-567.
[2]ZhaoY,ZhaoJ,LiX,etal.Onlinemeasuringandcompensatingofrotarytableerrorin5-axismachinetool.PrecisionEngineering,2018,51:290-299.
[3]LiangX,LiuX,XuJ.Modelingandcompensationofgeometricerrorforrotaryaxisinfive-axismachinetool.TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology,2015,81(1-4):267-281.