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本文针对如何提高五轴数控机床加工精度的问题进行了深入的研究和探讨。在国内外已有研究成果的基础上,分析数控机床误差补偿技术应用于实际生产仍然存在的问题,对五轴数控机床运动误差建模、几何误差参数辨识、软件补偿及仿真方面的问题做了详细的研究论述。
首先,基于多体系统运动学理论,对五轴数控机床各种具体运动结构进行总体分析和抽象、概括,将多体系统运动误差分析方法应用于实际数控机床运动误差的研究中去,建立数控机床运动误差模型,把机床部件间的运动关系抽象为多体系统中低序体间的相互关系,并以矩阵形式来表达,将机床部件间复杂的关系用矩阵变换描述,便于问题的研究。在此基础上,推导了数控机床精密加工条件约束方程,为下一步的软件开发提供了理论基础。其次,采用综合误差辨识法,对部件运动时各自由度方向上的几何误差进行方便准确的计算。最后,完成了五轴数控机床通用误差补偿软件的设计,解决了对回转数控指令和平移指令修正值的计算机自动求解问题,利用OpenGL仿真模块进一步验证了本文建模方法的正确性和补偿软件的有效性。
本文提出的误差模型适用于各类型的五轴数控机床,具有很好的通用性,开发的补偿软件不受数控、伺服系统类型的限制,易于推广和使用。