[发明专利]回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法

说明书

本发明公开了机床加工技术领域内的回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，包括以下步骤：（1）根据回转摆头型五轴机床的配置轴信息，确定出机床的两条拓扑运动链；（2）建立机床结构与敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感线性PDGEs；（3）建立机床结构与敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感线性PDGEs；（4）建立机床结构与敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感转角PDGEs；（5）建立机床结构与敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感转角PDGEs；使用本发明实现重构后机床的敏感几何误差的快速辨识，提高辨识效率。

技术领域

本发明属于机床加工技术领域，特别涉及回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法。

背景技术

机床误差是影响机床加工精度的主要因素，机床各误差源对加工精度的影响程度也各异，其中机床几何误差所占的影响比例最大，约占加工总误差的50％以上，因此通过对敏感几何误差的识别与控制对机床的精度设计和误差补偿具有重要意义。

回转摆头型五轴机床是一种常见的五轴机床型式，广泛应用于复杂曲面加工，其结构为待加工的工件端存在一个可以使工作台回转的旋转轴，负责切削的刀具端存在一个可以使刀具摆动的旋转轴，这两个旋转轴与三个平动轴联动以实现工件的成形。可重构机床克服了专用机床过刚和加工中心过柔的缺陷，可以根据用户与产品的需要，改变机床的结构模块，实现产品与机床的转型换代，为用户提供定制化、柔性化的服务，以适应加工需求变化带来的加工效率和生产效益的挑战。

五轴机床重构后，相同的零件重新组合成不同的结构，影响加工精度的敏感几何误差也会随之发生变化，为了实现机床的高精度设计和误差补偿，有必要对改造后的机床进行敏感几何误差分析。传统的五轴机床敏感几何误差辨识方法在分析时需要复杂的计算，一旦机床的结构发生重组，需要再次进行误差建模与分析，难以对重构后机床的敏感几何误差做出快速响应。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术中的不足之处，提供回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，解决了现有技术中辨识敏感几何误差周期长的技术难题，本发明实现重构后机床的敏感几何误差的快速辨识，提高辨识效率。

本发明的目的是这样实现的：回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，包括以下步骤：

(1)根据回转摆头型五轴机床的配置轴信息，确定出机床的两条拓扑运动链；

(2)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感线性PDGEs；

(3)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感线性PDGEs；

(4)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感转角PDGEs；

(5)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感转角PDGEs；

其中，定义机床各轴的敏感PDGEs求解表达式为，