五軸數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度檢測(cè)解析

五軸數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)方法分析摘要：本文首先對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的精度檢測(cè)技術(shù)做了一個(gè)簡(jiǎn)要概括，然后介紹數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)的必要性；指出數(shù)控機(jī)床常見的精度要求及傳統(tǒng)檢測(cè)方法，并介紹先進(jìn)檢測(cè)方法和檢測(cè)儀器、工具，以及各個(gè)檢測(cè)方法的關(guān)鍵詞：五軸數(shù)控機(jī)床；精度檢測(cè)machinetools,andthenintroduces:the.necessityof'CNC.machinetoolaccuracydetectionaccuracyrequirementsofCNCmachinetools,pointsoutthecommonandthetraditionaldetectionmethodandintroduceadvanceddetectionmethodanddetectioninstrumentcharacteristicsofeachdetectionmethod.Keywords:FiveaxisNCmachinetool;Precisiondetection五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床目前已大量用于航空制造等高端制造領(lǐng)及控制系統(tǒng)，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工精度檢測(cè)及優(yōu)化一直是機(jī)械制造行業(yè)內(nèi)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，到其枝術(shù)指標(biāo)預(yù)期使用性能和生產(chǎn)效率。投入生產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床使用一段時(shí)間后，必2.數(shù)控機(jī)床精度檢測(cè)技術(shù)研究現(xiàn)狀件試切或試加工，然后再對(duì)所試切的工件進(jìn)行精度檢測(cè)。但這種方法的測(cè)量結(jié)果中包藝、刀具和材料等因素在內(nèi)，雖然可以通過(guò)試件的加工精度間接反映出機(jī)床的精度，但不能精確地用于指導(dǎo)機(jī)床的研發(fā)和改進(jìn)。而直接測(cè)量法如用微位移傳感器測(cè)量裝夾在主軸上的圓柱形基準(zhǔn)棒或基準(zhǔn)球，或者對(duì)裝夾在工件臺(tái)面上的基準(zhǔn)量塊或平尺直國(guó)標(biāo)GB系列、美國(guó)機(jī)床制造商協(xié)會(huì)NMTBA。其中NAS979是美國(guó)國(guó)家航空航天局在二十世紀(jì)七十年代提出的通用切削試件，"NAS試件"是通過(guò)檢測(cè)加工好的圓錐臺(tái)試件的"面粗糖度、圓度、角度，尺寸”等精度指標(biāo)來(lái)反映機(jī)床的動(dòng)態(tài)加工精度。NAS試件已在三坐標(biāo)數(shù)型圖及檢測(cè)點(diǎn)如圖1.1所示。S試件模型圖速分離機(jī)床的19項(xiàng)誤差。該方法通過(guò)添加3個(gè)面上的6條對(duì)角線，可以實(shí)現(xiàn)分離出機(jī)床的21(2)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的檢測(cè)表針接觸方塊表面時(shí)的表讀數(shù)是否一致，誤差多少(如圖1);對(duì)于擺頭類型的旋轉(zhuǎn)軸，在主軸上裝上檢測(cè)用芯棒，用千分表指針接觸芯棒來(lái)檢測(cè)(如圖2)(1)雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的五軸銑床測(cè)定方法如下：先將C軸轉(zhuǎn)臺(tái)校正，使C軸轉(zhuǎn)臺(tái)平行于XY平面(方法略);再如圖4所示，分別旋轉(zhuǎn)B軸+90°和90°,測(cè)量?jī)蓚€(gè)方位下B軸轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)面最高點(diǎn)的高度差。如果高差為零，則西公的間幾何關(guān)系符合理想情況，如果高差不叫β、C軸的偏(2)轉(zhuǎn)臺(tái)和單擺頭結(jié)構(gòu)的五軸銑床圖5為單擺頭結(jié)構(gòu)的示意圖，圖中標(biāo)出了B軸的軸線和主軸的軸線，這兩個(gè)軸線應(yīng)該測(cè)定方法如下：先在主軸上裝上檢測(cè)用芯棒；校正B軸，使芯棒(主軸軸線)垂直于XY平面(方法略);再如圖6中所示，分別旋轉(zhuǎn)B軸+90°和-90°,測(cè)量?jī)蓚€(gè)方位下芯棒(3)雙擺頭結(jié)構(gòu)的五軸銑床然后，測(cè)定C軸和主軸的偏心量，方法如下：如圖8左邊所示，在工作合上固定一個(gè)平面),再在主軸上裝上檢棒，將表座固定在檢棒上(主軸上),表針接觸圓柱形側(cè)面，調(diào)了，將這時(shí)機(jī)床的X、Y坐標(biāo)值同剛剛記錄下來(lái)的坐標(biāo)值比較，差值就是C軸軸線和主軸三五軸聯(lián)動(dòng)性能的檢測(cè)(一)直線在一個(gè)平面上加工一條直線，加工時(shí)要求刀軸連續(xù)變化，圖9中所示就是一種5軸加工56重新檢測(cè)機(jī)床各項(xiàng)精度，特別是重新測(cè)定兩旋轉(zhuǎn)軸和主軸間的偏心關(guān)系是否正確。(二)平面變化的刀軸來(lái)加工，圖10中所示為這些加工刀路。加工好以后，測(cè)量這個(gè)平面上不同段之(三)球形緯線螺旋加工的方法各加工一個(gè)直徑相同的球形，加工刀路如圖11所示。加工好之后，測(cè)4五軸數(shù)控機(jī)床的先進(jìn)精度檢測(cè)方法激光于涉儀測(cè)量直線運(yùn)動(dòng)軸的定位精度4.2球桿儀法屬圓球和一個(gè)可伸縮連桿組成，在連桿中間鑲嵌著用于檢測(cè)位移的光柵尺，如圖.所示&了8如圖#所示，工作臺(tái)上置有直徑140mm,刻有高精度正交柵紋的平面光柵，主軸端裝有讀CNC.CNC.NCpmirgmCACcoMTetprigrim平面正交光柵法可以通過(guò)檢測(cè)機(jī)床直線軸復(fù)合軌跡運(yùn)動(dòng)(直線軌跡和圓軌跡的組合)的軌跡誤差，解算出數(shù)控機(jī)床的3個(gè)直線軸的21項(xiàng)運(yùn)動(dòng)誤差。除了儀器價(jià)格較高這一點(diǎn)之外；限在平面上，無(wú)法評(píng)價(jià)五軸機(jī)床多軸聯(lián)動(dòng)(尤其是包含回轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動(dòng))的空間精度。44R-test方法Rest測(cè)量裝置由瑞士的SWEIKERT和WKNAPP在2004年發(fā)明[Cs7,專門針對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床的誤差測(cè)量。Rest裝置由一個(gè)高精度的標(biāo)準(zhǔn)球(陶瓷或鋼)和安裝有3個(gè)(或者4個(gè))9相對(duì)位置發(fā)生微小的偏移，空間3個(gè)方向的偏移量被傳感器測(cè)得。將3個(gè)(或者4個(gè))位移傳致謝感謝教授對(duì)本工作的大力支持，在此表示感謝!