范晋伟 齐国超 陶浩浩 贾 鑫 李相智

(北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100124)

数控机床作为机械制造行业中使用面最广、使用量最大的高新技术产品，是精密和超精密加工的重要基础装备[1]。由于近年来，制造行业对具有复杂几何形状和高尺寸精度的机械零部件的需求急剧增加，五轴机床得到越来越广泛的应用[2]。机床的加工精度是衡量机床工作性能的重要指标,而由关键零部件几何误差耦合而成的机床空间误差是影响其加工精度的主要原因[3-5]。因此，研究基于关键零部件几何误差的数控机床精度模型很有意义。

在精度分析方面，人们已经开展了大量的研究工作，并取得了大量的研究成果，产生出多种不同的空间运动误差数学模型建模方法，如几何建模法、误差矩阵法、二次关系模型法、机构学建模法、刚体运动学法和多体系统理论法等[6-8]。Denavit和 Hartenberg等首先利用齐次坐标变换的方法建立了多轴数控机床运动模型。随后 Paul 对该模型进行了改进，为通用误差模型的建立奠定了基础[9]。2012 年刘志峰等[10]利用多体系统运动学理论建立了精密立式加工中心的精度预测模型，通过对典型试件的模拟加工实现了对机床的精度预测，为实现精度分配提供了理论依据。同年，Zhu 等[11]基于多体系统理论提出一种综合几何误差模型、辨识和误差补偿的新方法，通过对五轴加工中心几何误差的辨识，验证了该方法在提高零部件精度方面的有效性。……