五轴机床在现代工业生产中有着极其重要的地位,零件的复杂化使得机床在加工时会产生各种误差,其中动态误差是不可避免的一部分。阐述动态误差产生的原因,分析加工过程中影响动态误差的因素。为了能够快速、准确地测量机床的动态误差,设计实验加工特征工件,并在DMU80T型五轴数控机床上进一步加工,分别进行在机测量、三坐标测量机测量,计算动态误差。加工曲面特征工件,在曲面加工时,采用切比雪夫多项式对各项误差进行预拟合,得到关于各误差项系数的方程,最终得到误差的表达式。采用这种方法,可以将曲面加工耦合的动态误差直接分离出来。最后将2个试件的动态误差进行比较。结果表明:在高速曲面加工过程中,动态误差是曲面加工误差的主要部分,大于直线加工时的动态误差。

在使用激光干涉仪时,光路校准过程比较困难,需反复调整,耗时极长,严重依赖操作者的技术水平及经验,导致检测效率大大降低。通过对雷尼绍XL-80激光干涉仪检测的机床直线轴Y轴的光路进行分析,建立被测轴的齐次坐标变换误差模型,利用机床Y轴移动距离,再借助随着光点从光靶中心移动到光靶边缘的固定距离,求解与被测轴Y轴位置无关的激光发射器偏摆和俯仰角,以及间接得到激光器和反射镜位置偏移误差和光点在坐标系间变换的距离。通过建立的误差模型求解无法直接测量的分光镜与反射镜绕各自本身垂直底座轴线的偏摆误差,调整各部件,快速准确地完成光路校准。

为解决三轴机床在球杆仪误差敏感方向上直线度误差缺项建模与误差辨识精度问题,以三轴数控机床为研究对象,根据指数积理论与三轴数控机床运动链,结合混阶切比雪夫多项式预拟合模型,构建综合误差系数模型。在双正交轴检测实验基础上,对综合误差系数模型进行Moore-Penrose逆矩阵求解,使得18项误差能够在球杆仪误差敏感方向上得到全部辨识,无需在非运动轴向进行解耦,提高辨识精度和效率。