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数控机床的加工精度是直接影响企业加工产品质量最主要、最直接的因素。几何误差和热误差是影响数控机床加工精度的最主要因素。本文以大型龙门五面加工中心为研究对象,从建立机床的几何误差模型、辨识机床几何误差系数、补偿机床几何误差和实验验证方面进行了研究。通过分析数控机床各零件部件之间的运动关系后建立该数控机床的几何误差模型,并针对该机床的几何误差模型提出几何误差补偿算法。运用离线补偿法,编写误差补偿程序对机床的数控代码进行补偿。以球杆仪QC20进行实验验证。主要研究内容如下:(1)建立大型龙门五面加工中心的几何误差模型。首先分析该数控机床的几何误差元素,基于多体系统理论对机床进行拓扑结构分析,完整、准确的表示出机床的实际情况下的齐次坐标变换,建立机床的几何误差模型。(2)大型龙门五面加工中心几何误差辨识。针对已经建立的大型龙门五面加工中心几何误差模型,提出SAPSO-LM算法,该混合算法成分发挥粒子群算法的群体搜索能力,模拟退火算法在搜索最佳结果的过程中概率突跳的能力的优点,可有效避免在搜索中陷入局部极小解和L-M算法的局部细致搜索性的优点。(3)建立大型龙门五面加工中心几何误差补偿算法。在建立几何误差模型及辨识误差元素的基础上,建立机床的几何误差补偿模型,并编写相应的几何误差补偿程序,用已经编写好的程序对机床代码进行离线补偿。(4)对机床误差补偿模型进行实验验证。先用单纯形粒子群算法辨识出机床的几何误差,再将单纯形粒子群算法数据和SAPSO-LM算法数据代入上述的几何误差补偿模型中,然后利用球杆仪测量几何误差补偿前后的机床误差数据,通过对比分析几何误差补偿前后(垂直度误差)的效果,并验证几何误差补偿模型的有效性。(5)实验验证及应用软件开发。将补偿后的数控指令导入大型龙门五面加工中心中运行,对比补偿前后效果。利用MATLAB建立大型龙门五面加工中心几何误差辨识与补偿系统,方便快速得到机床的几何误差系数与几何误差补偿后程序。