垂直度误差对五轴数控机床误差建模精度和复杂度的影响.pdf

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1、第11期机械设计与制造2015年11月MachineryDesign&Manufacture17l垂直度误差对五轴数控机床误差建模精度和复杂度的影响王秀山，李智广·，王永田，杨建国z(1．河南农业大学机电工程学院，河南郑州450002；2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240)摘要：通过理论推导，证明了垂直度误差在作为平移误差元素建模和作为转角误差元素建模时对误差模型的精度和建模复杂度的不同影响。研究结果表明，对于误差建模过程的复杂度，作为平动误差的建模复杂度小于作为转角误差建模，垂直度误差增多时，复杂度的区分更加明显，主要表现在建模矩阵中附加了转角误差矩阵；对于补偿精度，只需要位

2、移补偿的机床，两种建模结果的补偿效果相同，但对于需要角度补偿的多轴机床，作为转角误差建模获得的补偿矩阵的精度要高于作为平动位移。因此，提出在进行五轴机床误差综合建模时把垂直度误差作为平移误差建模的理论。关键词：垂直度误差；多轴机床；建模；补偿；实时性；热变形中图分类号：TH16；TH161文献标识码：A文章编号：1001—3997(2015)11-0171—03InfluenceofPerpendiCuIaritVErrorofFiveAxisNCMachineTooIonErrorModelingAccuracyandComplexityWANGXiu—shan，LIZhi—guang，WA

3、NGYong—tian，YANGJian—guo(1．Collegeofmechanical&ElectricalEngineering，HenanAgriculturalUniversity，HenanZhengzhou450002，China；2．SchoolofMechanicalEngineering，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Itprovedontherelationshipsbetweentheerrorprecisionofthemodelandthemodelingcomplexity，th

4、eperpendicularityeFror∞thetranslationerorelementmodelingand∞theangleenrelementmodeling．Fromthecomplexityofangleenormodelingprocessformultiaxismachinetools．themodelingcomplexityislessthanthetranslationalerr0r6theangeerormodeling．Complexityofperpendicularityerorismoreobviousfortheadditionalangleerr0rm

5、atr~inmodelingthematrix．Compensationfromthepointofview，itshowedthat，forontyneedingdisplacementcompensationofthemachinetool，thecompensationeffectoftwokindsofmodelingresultsarethesolne，butformultiaxismachinetoolneedinganglecompensation．compensationmatrixastheangleerormodelingaccuracyobtainedishigherth

6、anthatoftranslationaldisplacement．Socomprehensiveanalysis，itputsforwardinmultiaxismachinetoolerorsynthesismodelingprioritywhentheverticalityen_0r珊atranslationerrormodeling．KeyWords：PerpendicularityError；MultiAxisMachineTool；Modeling；Compensation；RealTime；ThermalDefor-mation1引言例的位移误差元素，放在变换方程的移动部分；也有

7、学者将垂直度误差看作为与机床运动轴移动距离成函数关系的旋转变换，放误差补偿在一定的条件下可以解决低精度机床的高精度加在变换方程的旋转部分；还有一些研究认为轴系间的垂直度误差工问题。对五轴机床进行基于软硬件联合的误差补偿是提高数对坐标变换的移动部分和旋转部分都有影响，建模时要全面考控机床加工精度既经济又有效的方法，而构建精确的误差模型则虑。本研究以轴系间的误差传递过程具体分析为例，系统地推导是完成误