精密五軸加工數(shù)控機(jī)床的幾何誤差是指由幾何形狀、表面質(zhì)量和位置誤差引起的機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差。機(jī)床在使用過程中，由于磨損，機(jī)床部件的精度和表面質(zhì)量降低，螺釘預(yù)緊力不足或磨損導(dǎo)致螺釘螺母副間隙，導(dǎo)致機(jī)床的幾何誤差。由于五軸機(jī)床的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比三軸機(jī)床更容易產(chǎn)生幾何誤差，其中平動(dòng)軸21項(xiàng)，旋轉(zhuǎn)軸12項(xiàng)。

五軸加工

機(jī)床幾何誤差會(huì)導(dǎo)致工具位置和姿勢(shì)偏離數(shù)控程序的要求，直接導(dǎo)致加工輪廓誤差。有效測量機(jī)床幾何誤差是提高輪廓加工精度的重要前提。

1.測量平動(dòng)軸幾何誤差

五軸加工數(shù)控機(jī)床平軸幾何誤差的測量方法與三軸機(jī)床相同，通常采用誤差識(shí)別的方法。即借助標(biāo)準(zhǔn)參考或簡單的測量儀器檢測機(jī)床，獲得多個(gè)誤差合成的綜合誤差值，然后根據(jù)識(shí)別計(jì)算機(jī)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(jī)床加工空間若干線上的定位誤差，利用運(yùn)動(dòng)誤差模型識(shí)別所有幾何誤差。

2.測量旋轉(zhuǎn)軸的幾何誤差

對(duì)五軸加工數(shù)控機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差測量識(shí)別的研究始于近十年，仍處于初步探索階段，誤差測量標(biāo)準(zhǔn)尚未建立。由于機(jī)床結(jié)構(gòu)的限制，旋轉(zhuǎn)軸幾何誤差難以直接測量。

國外研究人員致力于開發(fā)新的測量儀器來測量旋轉(zhuǎn)軸的幾何誤差，如使用特殊的三維軌跡球進(jìn)行球形運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)和最小的二乘法來測量一些特殊類型的五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸的幾何誤差12。國內(nèi)研究學(xué)者主要借助現(xiàn)有測量儀器研究新的識(shí)別方法。例如，在激光雙須干涉儀、高精度電動(dòng)測微儀和球桿儀的幫助下，檢測旋轉(zhuǎn)軸的綜合誤差，識(shí)別旋轉(zhuǎn)軸的6個(gè)誤差。

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