五轴数控机床是一个极为复杂的系统,影响其加工精度的因素主要包括几何因素、动态因素、热因素和力因素。为了提高五轴数控机床的加工精度,需要对机床进行精度检测和误差溯源。S试件被越来越广泛地应用于精度检测,其优点在于能够很好地反映机床五轴的联动情况,并能综合反映机床的加工性能。在基于S试件的误差溯源方面,由于S试件与五轴数控机床的加工误差映射函数复杂,其误差溯源理论仍需完善。综合评价是一种管理认知过程,被广泛应用于经济、社会、教育等领域。本文通过综合评价法对机床的加工精度进行评价,针对精度等级较差的机床,对其加工误差进行溯源。论文的研究工作如下:1.建立数控机床的运动误差模型。基于控制理论经典的PID模型,建立五轴数控机床平动轴和转动轴的控制模型。结合各运动轴的动力学模型,建立各轴的进给伺服系统模型。添加力因素和几何误差完善机床模型,并用粒子群优化算法优化机床伺服系统来提高其动态响应。2.分析五轴机床多种因素对S试件加工精度的影响。对五轴数控机床进行分类并建立各类型五轴数控机床的拓扑结构链。针对不同的拓扑结构,对机床进行运动学分析。以CA型双摆头五轴数控机床为例,仿真分析动态因素和几何误差对S试件加工误差的影响。3.评价机床的精度等级。在综合评价理论的框架下,对影响机床加工误差的因素进行提取,并通过相应的隶属关系对提取的因素进行分层,建立机床的指标体系。使用层次分析法确定体系各层中各因素所占权重,最终得出机床的精度等级。4.对加工误差进行溯源。使用综合评价法得到隶属度向量和权重向量,对影响机床加工精度的因素进行排序,从而对加工误差进行溯源。对溯源软件进行改进,根据溯源软件得出的结果指导调试机床控制面板参数,用于机床的验收和精度的改良。