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五軸加工中心運(yùn)動(dòng)副較多，運(yùn)動(dòng)鏈比較長，整體剛度和精度都容易受到影響。隨著用戶對零件質(zhì)量和精度的要求越來嚴(yán)格，如何保證五軸加工中心綜合幾何精度，從而確保零件加工精度的研究逐漸成為焦點(diǎn)。對五軸加工中心進(jìn)行綜合誤差補(bǔ)償時(shí)，就需要對加工中心沿各軸運(yùn)動(dòng)方向的誤差進(jìn)行測量，這在加工中心實(shí)際誤差補(bǔ)償中較為困難。由于公差是用來限制誤差的，而加工中心綜合幾何誤差是根據(jù)各個(gè)運(yùn)動(dòng)副疊加其各項(xiàng)隨機(jī)幾何誤差求解得來。因此可以通過給定各運(yùn)動(dòng)副零部件幾何公差項(xiàng)來覆蓋各軸方向的幾何誤差項(xiàng)，建立五軸加工中心幾何公差分析模型；結(jié)合五軸加工中心綜合幾何誤差的隨機(jī)性，采用蒙特卡羅模擬法進(jìn)行三維誤差仿真分析，使得五軸加工中心綜合幾何精度設(shè)計(jì)最終落到具體組成運(yùn)動(dòng)副的各零部件的幾何公差上；同時(shí)利用影響五軸加工中心綜合幾何精度的貢獻(xiàn)因子，也可為后續(xù)五軸加工中心綜合誤差補(bǔ)償方向提供有利依據(jù)。

1五軸加工中心綜合幾何精度設(shè)計(jì)1.1加工中心幾何誤差項(xiàng)

對于五軸加工中心來說，分別有沿X、Y、Z方向平行移動(dòng)的三個(gè)軸，每個(gè)軸在變動(dòng)時(shí)都會產(chǎn)生沿X、Y、Z方向的三項(xiàng)線位移誤差，繞X、Y、Z方向的三項(xiàng)角位移誤差；還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸AB或（BC、AC)在沿X、

Y、Z方向的三項(xiàng)線位移誤差和繞X、Y、Z方向的三項(xiàng)角位移誤差；另外，三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)軸之間還會產(chǎn)生三項(xiàng)垂直度誤差，這三項(xiàng)垂直度誤差不隨加工中心運(yùn)動(dòng)體的運(yùn)動(dòng)而變化，五軸加工中心一共有33項(xiàng)幾何方向的誤差。

以平移軸為例，加工中心工作臺沿著導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)存在著六項(xiàng)誤差.一一三個(gè)位移誤差和三個(gè)角度誤差。以X軸平移運(yùn)動(dòng)為例。沿X軸方向運(yùn)動(dòng)過程中，存在三個(gè)平移誤差S_x(X)、S_y(X)、S_z(X)和三個(gè)角度誤差_ex(X)、_Sy(.X)、_Sz(X)。S代表位移誤差，S代表角度誤差，括號內(nèi)的字母代表運(yùn)動(dòng)方向，下標(biāo)的字母代表誤差方向。類似，沿Y軸方向平移的誤差為：S_X (Y)、S_y (Y)、S_z(Y)、_Sx

(^Y) 、e_y(Y)、f；_z(Y)。沿 Z 軸方向平移的誤差為：8_x(Z)、8_y(Z)、8_z

(Z) 、s_x(Z)、e_y(Z)、e_z(Z)。

1.2運(yùn)動(dòng)副零部件幾何公差項(xiàng)控制

假設(shè)M是工作合上的一點(diǎn)，那么由于直線度誤差和角度誤限制在某一限內(nèi)波動(dòng)，且不超過該限。這與尺寸公差中輪廊度誤差的概念相似，如圖3所示。

根據(jù)上面分析，滑塊在沿X軸方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于導(dǎo)軌直線度誤差和角度誤差的存在，使得工作臺在XY平面和YZ平面內(nèi)的_定范圍內(nèi)的移動(dòng)扭擺現(xiàn)象。因此針對平面導(dǎo)軌，則可以轉(zhuǎn)化成接觸面的面輪廊度及垂直度。給定接觸底面的平面度可覆蓋8_y(X)、s_x(X：^P e_z(X),兩接觸側(cè)面的垂直度可覆蓋S_Z(X)和s_y(X);針對于圓柱導(dǎo)軌，則可以轉(zhuǎn)化成圓柱導(dǎo)軌的直線度及側(cè)面垂直度。給定圓柱導(dǎo)軌軸線的位置度可覆蓋S_z(X)、s_x(X：^n s_y(X),側(cè)面垂直度可覆蓋8_y(X)、e“X);S_x(X)則由加工中心沿X軸方向的伺服電機(jī)精度限制。其中面輪廓度和垂直度初始值如下：

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結(jié)束語：

實(shí)現(xiàn)了基于五軸加工中心綜合幾何精度要求的三維公差設(shè)計(jì)驗(yàn)證，通過貢獻(xiàn)因子合理修改相應(yīng)的零部件公差值，使加工中心綜合幾何精度的保證落實(shí)到具體組成運(yùn)動(dòng)副的每個(gè)零部件公差上。可利用貢獻(xiàn)因子可為后續(xù)加工中心綜合誤差補(bǔ)償方向提供有利依據(jù)。

標(biāo)簽：加工中心五軸加工中心

分類：加工中心

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