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等效切削力综合误差是机床在受恒定载荷作用的前提下,其几何误差和恒定载荷所产生的力误差相耦合之后的综合误差。为了解决目前几何误差与切削力误差综合补偿中存在的问题,本文通过对数控机床加载恒定载荷,以此模拟机床的实际受力状况,进而在多体系统运动学理论的基础上,对三轴数控机床的几何误差与力误差耦合而成的等效切削力综合误差进行了测量和补偿研究,主要工作如下:(1)建立了三轴数控机床等效切削力综合误差补偿所需的数学模型。在对多体系统运动学相关理论体系进行分析的基础上,将多体系统拓扑结构、低序体阵列以及齐次坐标变换实际运用到三轴数控机床的误差建模上,在载荷力作用的条件下推导了机床各体上几何误差与力误差综合作用的特征变换矩阵,通过将机床刀尖点坐标与工件上待加工点坐标向同一坐标系的转换,实现了等效切削力综合误差的数学建模,为通过软件补偿提高数控机床的加工精度提供了理论基础。(2)设计了恒定载荷加载方案,实现了力与等效切削力综合误差的直接对应。采用SDC-C4F型测力仪测量三轴数控机床的实际切削力,以此做为加载恒定载荷的参考标准,设计了恒定载荷的加载装置,使用该装置将恒定载荷加载到机床工作台上,通过作用到机床工作台上的载荷力模拟机床的实际受力状况,在此条件下采用激光干涉仪实现了对等效切削力综合误差的直接测量;无需再分别测量几何误差和力误差,避免了求取综合误差时对这两种误差的求和运算,进而实现了几何误差与力误差的自动耦合。(3)开发了等效切削力综合误差补偿软件。在综合使用MATLAB及Visual Studio 2010开发平台的基础上,将所建误差补偿模型以及综合误差参数求解方程在MATLAB中进行封装,采用development tool命令编译器生成了Visual Studio 2010所能识别的动态链接库,实现了补偿软件对二者的直接调用,结合对数控加工指令实施的插补运算,将误差补偿的相关理论研究通过C#编写成补偿软件的运行程序,以软件的方式实现了对数控加工指令的误差补偿,极大提高了误差补偿的效率。(4)实际加工工件误差验证试验。分别采用理想数控指令、经几何误差补偿过的数控指令以及经等效切削力综合误差补偿过的数控指令进行试验试切,使用CVA800A-6C型三坐标测量机对三种数控指令所加工的工件轮廓进行精度检测,检测结果表明,等效切削力综合误差补偿方案能够明显的提高机床的加工精度,所设计的补偿软件可以快速的对机床实施误差补偿。