立式双摆角铣头几何误差数学建模与解耦研究.pdfVIP

DesignandResearch设计与研究 立式双摆角铣头几何误差数学建模与解耦研究 高秀峰 刘春时 李焱 林剑峰 (沈阳机床(集团)设计研究院有限公司，辽宁 沈阳110142) 摘 要：通过激光干涉仪与RX10回转基准分度器对 曰轴与C轴的定位误差进行检测与补偿 ，使得几何误 差总数由l2项减少为8项，因此，最终可以通过几何误差数学模型求得各几何误差的唯一解。 关键词：立式双摆角铣头 几何误差 数学模型 解耦 中图分类号：TG502．1 文献标识码：B Studyonmathematicalmodelinganddecouplingofgeometricerrors ofverticalBi-rotarymillinghead GAOXiufeng，LIU Chunshi，LIYah，LIN Jianfeng (ShenyangMachineToolDesign＆ResearchInstituteCo．，Ltd．，Shenyang110142，CHN) Abstract：ByusingRenishaw laserintefferometerandRX10referencerotaryindexertomeasureandcompensate thetwopositionerrorsofC axisandB axis，theamountofgeometricerrorsreducedtoeight，andgeo— metricerrorscanbeobtainedbysolvinggeometricerrorsmathematicalmodelingfinally． Keywords：VerticalBi-rotary MillingHead；GeometricErrors；MathematicalModeling；Decoupling 立式双摆角铣头是中、大规格五轴联动加工中心 与主轴轴线重合，B轴轴线与主轴轴线垂直相交。 的核心功能部件 ¨J，常用于加工具有复杂曲面的大 型精密零部件，例如飞机的机身结构件、风力发电机的 叶轮等。但 由于零部件加工误差以及装配误差等原 因，立式双摆角铣头存在多项几何误差，而几何误差又 严重影响精密零部件的加工精度，因此，必须对其进行 补偿 j。但立式双摆角铣头由于内部结构非常复杂， 多项几何误差常常耦合在一起，因此，必须先通过几何 误差建模与解耦，才能分别对各项几何误差进行补偿。 1 立式双摆角铣头几何误差 如图1所示，以配置立式双摆角铣头的龙门式五 图1配置立式双摆角铣头的龙门式五轴加工中心示意图 轴加工中心为例，立式双摆角铣头包括围绕z轴旋转 的c轴以及围绕y轴摆动的B轴，c轴与B轴的联动 但由于在实际制造过程中，存在的零部件加工误 可以带动主轴实现复杂曲面加工。 差以及装配误差，导致立式双摆角铣头装配完成后，c 龙门式五轴加工中心在配置立式双摆角铣头之前 轴轴线、轴轴线以及主轴轴线之间存在一定的位置 仍存在多项三轴机床误差，为防止三轴机床误差与立 误差与角度误差，各项几何误差如表 1所示。 式双摆角铣头的几何误差耦合在一起并且简化计算， 表 1中， 表示主轴轴线 (5轴)与B轴轴线在 龙门式五轴加工中心在配置立式双摆角铣头之前 ，应 方向产生的位置误差，其他位置误差符号含义与此相 当对三轴机床的各项误差进行检测与补偿。 同。 船表示主轴轴线与B轴轴线围绕 轴方向产生 立式双摆角铣头理论几何精度应当为 C轴轴线 的角度误差，其他角度误差符号含义与此相同。 “高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项：高速／复合数控机床及关键技术创新能力平台(2011ZX04016—021) 设计与研究Design