精密五軸加工數控機床的幾何誤差測量

精密五軸加工數控機床的幾何誤差是指由幾何形狀、表面質量和位置誤差引起的機床運動誤差。機床在使用過程中，由于磨損，機床部件的精度和表面質量降低，螺釘預緊力不足或磨損導致螺釘螺母副間隙，導致機床的幾何誤差。由于五軸機床的結構特點，比三軸機床更容易產生幾何誤差，其中平動軸21項，旋轉軸12項。

五軸加工

機床幾何誤差會導致工具位置和姿勢偏離數控程序的要求，直接導致加工輪廓誤差。有效測量機床幾何誤差是提高輪廓加工精度的重要前提。

1.測量平動軸幾何誤差

五軸加工數控機床平軸幾何誤差的測量方法與三軸機床相同，通常采用誤差識別的方法。即借助標準參考或簡單的測量儀器檢測機床，獲得多個誤差合成的綜合誤差值，然后根據識別計算機床的幾何誤差。

目前，基于激光千涉儀的常見“12線法”、“14線法”和“9線法”[I0”通過激光干涉儀測量機床加工空間若干線上的定位誤差，利用運動誤差模型識別所有幾何誤差。

2.測量旋轉軸的幾何誤差

對五軸加工數控機床旋轉軸幾何誤差測量識別的研究始于近十年，仍處于初步探索階段，誤差測量標準尚未建立。由于機床結構的限制，旋轉軸幾何誤差難以直接測量。

國外研究人員致力于開發新的測量儀器來測量旋轉軸的幾何誤差，如使用特殊的三維軌跡球進行球形運動試驗和最小的二乘法來測量一些特殊類型的五軸機床結構的旋轉軸的幾何誤差12。國內研究學者主要借助現有測量儀器研究新的識別方法。例如，在激光雙須干涉儀、高精度電動測微儀和球桿儀的幫助下，檢測旋轉軸的綜合誤差，識別旋轉軸的6個誤差。

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