加工中心運動軸誤差傳遞鏈建模方法
海天精工 加工中心 鉆攻中心前言：CNC加工中心作為工業母機，是實現復雜曲面零件高效高精度加工的核心加工設備，代表著一個國家裝備制造業的發展水平，對一個國家的航空、軍事、科研以及精密機械等行業有著至關重要的影響力[1]。CNC加工中心的幾何精度是其加工精度的重要保證。在加工過程中，由于CNC加工中心幾何空間誤差影響，使得實際加工軌跡不能與理想軌跡完整吻合。研究表明，CNC加工中心的幾何空間誤差占被加工件加工誤差的60%以上[2]。為了消除加工中心的幾何空間誤差對加工精度的影響，就必須對加工中心刀具點進行誤差補償。而精確的加工中心空間誤差模型是進行誤差補償的前提，所以CNC加工中心空間幾何誤差建模研究尤為重要。國外方面，1955年，DENAVIT等[3]提出了基于齊次坐標變換(Homogeneous transformation matrices，HTM)的理想運動學模型，D-H方法成為分析運動機構空間姿態的強有力工具；KIRIDENA等[4]等用D-H法建立了 TTTRR、RTTTR、RRTTT形式的五坐標機床的空間幾何誤差模型，研究了定位誤差與體積誤差之間的映射關系，該研究也使D-H法被廣泛地用于多種多軸加工中心的空間幾何誤差建模；FAN等[5]學者基于多體系統理論進一步研究了多軸加工中心幾何誤差模型；國內方面，FU等[6]基于運動微分矢量，提出了 一種五軸加工中心幾何誤差建模、辨識與補償方法；ZHONG等[7]基于多體系統理論與齊次變換矩陣，對五軸加工中心進行了幾何誤差建模；陳劍雄等[8]利用微分變換實現了加工中心誤差解耦研究。從以上文獻中可以總結出CNC加工中心幾何誤差建模主要有以下兩種方法[!M2]:①基于多體運動學與HTM法的CNC加工中心運動誤差建模；②基于微分變換的CNC加工中心誤差建模。兩種誤差建模方式基準不同。第一種誤差模型以加工中心參考坐標系為基準，與特定加工中心的結構密切相關，僅僅適用于少量結構的加工中心誤差建模，通用性相對較差。第二種誤差模型以工件坐標系為基準，利用微分變換理論，將機床運動軸的幾何誤差等效為相對理想位姿，可以滿足不同結構形式的CNC加工中心誤差建模,通用性較強。而要運用微分變換理論對CNC加工中心進行空間幾何誤差建模，必須要知道加工中心運動軸誤差傳遞鏈。所以為了實現對所有結構加工中心誤差建模，一種獲得任意加工中心運動軸誤差傳遞鏈的方法就顯得至關重要。 為此，本文提出一種任意拓撲結構CNC加工中心運動軸誤差傳遞鏈建模方法。通過建立加工中心拓撲結構，利用多體系統理論與低序體序列，提出加工中心運動軸連接支承件相對運動矩陣和加工中心支承件連接矩陣概念，將加工中心運動軸誤差傳遞與加工中心支承件相對運動矩陣和加工中心支承件連接矩陣聯系起來，構建運動軸誤差傳遞判定數學模型，從而獲得運動軸誤差傳遞鏈。然后結合微分變換理論實現任意加工中心空間幾何誤差計算。本文提出的方法，不僅可以獲取任意結構加工中心運動軸誤差傳遞鏈，而且易于計算機自動化建模與編程，能夠實現計算機對加工中心的自動拓撲結構建模與運動軸誤差傳遞鏈獲取。同時，本文通過某五軸立式加工中心作為計算實例，證明了該運動軸誤差傳遞鏈建模方法的有效性。 海天精工 備注：為保證文章的完整度，本文核心內容都PDF格式顯示，如未有顯示請刷新或轉換瀏覽器嘗試，手機瀏覽可能無法正常使用！結束語： (1) 本文建立了任意結構加工中心基于拓撲結構獲得其運動軸誤差傳遞鏈的建模方法和數學模型。提出了運動軸連接支承件〇階低序體矩陣與運動軸連接支承件相對運動矩陣與運動軸誤差傳遞之間的數學映射關系。通過該數學模型可以建立任意拓撲結構加工中心運動軸誤差傳遞鏈，從而在宏觀方面獲得從工件坐標系到刀具坐標系的誤差傳遞關系，從而為正向設計加工中心提供計算刀具點相對于工件坐標系的空間誤差提供理論基礎。(2) 展示了運動軸誤差傳遞鏈與基于微分變換的加工中心空間幾何誤差建模方法之間的結合。詳細描述了運動軸誤差傳遞鏈在基于微分變換的建模方法中的應用。從而通過加工中心空間幾何誤差建模與運動軸誤差傳遞鏈結合，實現了在加工中心正向設計中利用加工中心拓撲結構計算其空間誤差傳遞，也即在完成機床三維實體模型前，可以通過加工中心概念設計，獲得其拓撲結構，然后通過本文方法定量獲得加工中心空間誤差傳遞。(3) 通過五軸立式加工中心實例分析，驗證了本文任意拓撲結構加工中心運動軸誤差傳遞鏈建模方法的有效性和普遍性。(4) 接下來將在本文的方法上繼續研究任意結構加工中心支承件公差分配，實現加工中心精度設計中誤差計算與公差分配一體化。海天精工是一家集銷售、應用及服務于一體的公司。產品包括：CNC加工中心、鉆攻中心、龍門加工中心、雕銑機、石墨機、五軸加工中心、立式加工中心、臥式加工中心等。我們機床的生產工廠設在廣東省寧波市，目前其生產的加工中心70%出口，其中出口到歐洲占到50%。我們盡心、盡力、盡意的服務！聲明：本站文章均來自網絡，所有內容不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任！