双转台五轴数控机床误差的动态实时补偿研究

孙念明+王波

[摘要]双转台五轴数控机床是进行精密、复杂工件加工的主要设备。由于其内部结构较为复杂，导致误差补偿设计难度较大。文章以双转台五轴数控机床为基础，相应建立移动轴、旋转轴运动数学模型，将工件坐标系当作基础坐标系，通过齐次坐标系变换理论，对其轴运动在基础坐标系中的误差表达式进行推导。针对五轴机床设备两种轴的运动耦合情况，相应提出一种分步实施补偿方法，即优先完成姿态误差补偿再进行误差补偿，尽量调整工件姿态与理想姿态一致。仿真实践证明该方法有助于提高加工精度，可有效避免因补偿导致的运动干涉问题，具有较高的有效性和可行性。

[关键词]五轴数控机床；误差；实时动态补偿；运动模型研究

[DOI]10.13939/j.cnki.zgsc.2017.08.204

双转台五轴数控机床是目前进行精密、复杂工件加工的主要设备，其内部同时存在移动轴和旋转轴，一次装夹即可完成形状较为复杂的自由曲面加工作业，缩短加工周期的同时，有效避免了多次加工可能造成的误差问题，从根本上提高了工件加工质量。在多种因素的共同影响下，五轴数控机床实际工作中不可避免地存在机床误差，并且由于五轴数控机床多出两根旋转轴、内部结构更加复杂，导致其误差元素众多且更加复杂。处于工件加工质量和经济性考虑，对五轴数控机床进行误差补偿具有重要的现实意义。本文针对五轴数控机床内部轴的运动进行了细致分析，相应提出了一种误差补偿方法，具体内容如下。……