[发明专利]五轴加工中心装配误差分析控制方法

说明书

一种五轴加工中心装配误差分析控制方法，将五轴加工中心的组成部分看成是拓扑化的结构，然后在每个组成部分上添加坐标系，根据齐次坐标变换构造出各个坐标系之间的齐次坐标变换矩阵，分别求解出在理想状态下和实际工作状态下的刀尖点坐标在工作台坐标系下的坐标值，根据两坐标值求得五轴加工中心的装配误差。该发明以机床加工工件所需要的精度要求为衡量最终装配误差的标准，实现了在设计过程中分析并降低五轴加工中心装配误差，降低成本。经过数据检验验证，该发明可以有效的分析求解五轴加工中心的装配误差，为误差的控制提供有效的支持。

技术领域

本发明涉及一种用于分析和控制“X’ACZY”型五轴加工中心装配误差的方法，属于机床设计、装配技术领域。

背景技术

随着制造业领域对数控机床的精度要求越来越高，如何提高高端机床的精度是一个重要的问题。

“X’ACZY”型五轴加工中心通常应用于汽车模具、铸铁模具的制造，而模具制造过程中的一大重点就是要求尺寸准确，因此“X’ACZY”型五轴加工中心所涉及的加工领域对精度有着很高的要求，因此，如何通过合理设计参数来降低其装配误差有着很重要的意义。

数控机床的装配误差是指在装配过程中由于人为因素所造成的各轴之间平行度、垂直度和相对位置误差等误差的耦合。数控机床的装配误差是其加工误差的重要来源，如何降低数控机床装配误差已经成为一个重要的问题。由于数控机床结构复杂，机床开发周期长，调试风险高，一旦装配结束后，装配误差几乎是不可消除或减小的。因此，如何在设计过程中减小装配误差就显得十分重要。

现有的控制提高五轴加工中心加工精度有两种基本方法：误差防止法和误差补偿法。误差防止法是通过设计、制造和装配途径来消除或减少可能存在的误差源，依靠提高机床制造精度来满足加工精度的要求。误差补偿法是使用软件技术，利用数控机床人为地制造出一种新的误差去抵消当前影响加工精度的原始误差。

传统的误差防止法需要利用严格的温度控制、隔振措施、气流扰动及环境状态的控制以消除或减小系统外的误差源影响。因此，传统的误差防止法在提高数控机床精度方面具有较大的局限性，而且经济上的代价比较大。相关研究表明，当加工精度要求高于某一程度后，利用误差防止技术来提高加工精度所花费的成本将按照指数规律增长。

发明内容

为了在设计过程中分析并降低五轴加工中心装配误差，降低成本，本发明提供一种五轴加工中心装配误差分析控制方法，可以在设计过程中利用三维CAD软件测量的数据求得装配误差的结果。

本发明五轴加工中心装配误差分析控制方法，包括以下步骤：

步骤一：在五轴加工中心的工作台、立柱上方、立柱下方、滑枕、铣头C轴关节和刀尖点处分别固连一个坐标系；其中，在工作台上固连坐标系O5，在立柱下方固连坐标系O0，立柱上方固连坐标系04，滑枕上固连坐标系03，铣头C轴关节处固连坐标系O2，刀尖点处固连坐标系O1；

步骤二：给定齐次坐标变换所需要的参数：