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双转台五轴机床运动学分析及非线性误差研究

2018-10-22覃智广陈洪容代艳霞

机械设计与制造 2018年10期

覃智广,陈洪容,代艳霞

(宜宾职业技术学院,四川 宜宾 644003)

1 引言

五轴加工极大的拓展了机床的加工能力和加工范围,显著减小重定位误差。五轴机床因灵活的刀具姿态控制在叶轮叶片,复杂曲面,模具开发等领域发挥不可替代的优势,国内外的研究及机床制造商对五轴机床已经进行了很多方面的研究[1-5],在机床正交结构的运动学分析方面已经基本完善,但在五轴机床的非线性误差研究,还有许多方面需要完善。

文献[2]研究建立了机床运动学方程,重点关注是后处理过程的转角和坐标转换公式,其开发了后处理程序,但缺少实际加工验证。文献[3]研究两个旋转轴的转角怎样优化取值,依据最短路径通过软件完成仿真,用刀具铣削实验对算法进行了验证,但还没有考虑转台引起的误差。文献[4]提供了三大类型通用五轴机床的坐标转换,这种矩阵方程能够很好的展示转角的意义,使研究者能熟悉CAM软件的工作机制和五轴加工的运动学原理。文献[5]在机床的后处理过程中,研究刀具的运动轨迹坐标变换,对运动轨迹综合考虑了刀具长度误差,非线性误差补偿和切削速度变化的误差。文献[6]分析线性插补,建立了一种非线性误差的模型,方法简洁易行,但导致数控程序会很庞大,占据CNC内存。

文献[7]分析旋转轴运动,由角度线性插补而产生的空间中刀轴偏差角,是导致五轴非线性误差的主要来源。文献[8]根据旋转轴角度线性插补,提出在工件坐标系对刀轴矢量所在的平面内,完成新的插补点和插补矢量算法,详细阐述了误差分布。……

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