郑华林 项锡平 胡 腾 米 良 刘 雁

1.西南石油大学机电工程学院，成都，610500

2.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，绵阳，621900

3.四川普什宁江机床有限公司,都江堰，611830

0 引言

五轴加工中心是航空航天、汽车和军事领域中使用最广泛的数字制造设备之一，其空间误差对加工精度有显著影响。现阶段，如何准确辨识旋转轴几何误差元素已成为机床空间误差建模过程中亟待解决的关键共性问题。

旋转轴几何误差元素定义方法[1]有绝对表示法和相对表示法两种。绝对表示法中定义了每根旋转轴4项位置无关几何误差元素(position-independent geometric error elements, PIGE)和6项位置相关几何误差元素(position-dependent geometric error elements, PDGE)。针对PIGE，IBARAKI等[2]提出相对表示法更有利于表示旋转轴之间的运动关系，如BC摆头转台型五轴加工中心，根据相对表示法可定义B轴2项PIGE，C轴6项PIGE。近年来，国内外学者提出了各种间接测量方法[2-6]来检测五轴加工中心精度。借助激光跟踪仪[5]提出通过点测量和位姿测量对刀尖点位置误差和刀轴姿态误差进行标定的方法，该方法需要采集大量数据点，适合大型数控机床。R-test测量仪[6]由于没有相关规范，故会因传感器的不同而导致测量算法和测量精度各有不同。球杆仪[2]由于测量方便、使用简单，被广泛应用于小型五轴加工中心旋转轴几何误差的测量与辨识。

基于球杆仪的旋转轴几何误差元素辨识方法有很多，XIANG等[7-8]提出了仅控制待测旋转轴运动的方法，通过规划球杆仪测量轨迹辨识了旋转轴8项PIGE和10项PDGE。郭世杰等[9-10]建立了基于圆轨迹的4种测量模式，辨识了两根旋转轴10项PIGE，提出了5次安装法，辨识了两根旋转轴12项PDGE。……