张 靖，丁杰雄，李晴朝，丁启程，王立平

(1．电子科技大学机械电气工程学院，成都 611731；2．清华大学精密仪器与机械学系，北京 100084)

0 引言

在高速高精度的加工需求下，五轴联动数控机床的刀轴轮廓误差是影响零件加工精度的最直接因素[1]。为了抑制轮廓误差对工件质量的影响，目前主要通过两种方式来提高轮廓精度：跟踪误差控制[2-3]和多轴联动轮廓误差直接控制[4-5]。跟踪误差的降低虽然会在一定程度上减少轮廓误差，但是并不能保证轮廓误差达到加工要求。因此，轮廓误差的直接控制一直是国内外学者的研究热点。其研究主要包含两个部分：轮廓误差的估计和轮廓误差的控制补偿。轮廓误差的估计是控制和补偿的前提和基础，因此误差估计的准确性是补偿误差与提升精度的关键。

对于加工工件来说，轮廓误差指的是刀具加工过程中实际形成的包络面和期望的工件成型曲面之间的偏差，但是这种偏差是很难计算的。首先其计算较复杂，很难实现实时的计算，从而影响后续误差的控制或补偿。另外，刀具包络面和期望工件曲面的几何信息无法在实际的数控系统中获取。因此，一般把工件的轮廓误差问题转化为机床刀位轨迹的轮廓误差。对于带有旋转轴的五轴联动数控机床，刀轨的轮廓误差包括刀尖点的位置轮廓误差和刀具的方向轮廓误差。文献[6]用一阶逼近的方式分别计算位置轮廓误差和方向轮廓误差。文献[7]用机床坐标系和工件坐标系之间的近似线性变换来估计五轴的位姿轮廓误差。……