840D系統的龍門五軸加工中心幾何誤差補償軟件


    五軸加工中心因位姿調節能力強,切削效率高,工件安裝時間短等優點逐漸成爲複雜工件加工的主要設備。由于複雜的機械結構和控制系統,五軸加工中心空間定位精度相比于三軸加工中心更难得到保证,工零件加工过程中尺寸超差时有发生[1]。特 别 是 大 型龙门五軸加工中心,其加工行程长,龙门跨度大,运动单元重,空间定位精度易超差,周期性误差补偿必不可少。为应对这一问题,众多机床误差建模和辨识方法被相继提出,五軸加工中心加工精度的改善成为当下研究热点[2]。几何误差是影响机床加工精度的主要因素之一[3],包括定位误差,直线度误差,颠摆、偏摆、滚摆误差及垂直度误差。在04专项支持下,笔者近几年系统性地开展了龙门五軸加工中心几何误差检测、辨识和补偿方法研究。针对平动轴,提出了十三线几何误差辨识方法[4],利用长方体空间的9条棱、3条面对角线和1条体对角线定位误差可有效计算出平动轴各项几何误差[5];针对A、C摆动轴,提出了基于偏置球心R-test的几何误差辨 识 方 法[6],通 过 变 更R-test偏置参数获得关于检测球头的多组空间位置误差,结合误差模型求解超静定方程组可辨识转动轴各项几何误差[7]。

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結語

      本文以具有西门子840D數控系统的龙门五軸加工中心为应用对象,基于十三线平动轴几何误差辨识方法和偏置球心R-test的摆动轴几何误差辨识方法,在C++环境下利用QT界面设计框架,开发了一种几何误差补偿软件。软件在导入激光干涉仪和R-test误差测量数据后,可以快速辨识出机床各项几何误差,并输出能被西门子數控系统识别的补偿文件,通过數控系统加载补偿文件便可以实现几何误差的自动化补偿,有效地提升了加工中心几何误差补偿的效率。通过切削S试件对软件误差应用效果进行了验证,结果表明应用该软件进行误差补偿可以有效提升机床在加工精度和加工稳定性。本文所开发的误差补偿软件可以快速、高效地实现龙门五軸加工中心几何误差的补偿,为机床航空结构件加工精度的保证提供了有力支持。此外值得指出,以现有单机版本软件为基础,在辨识算法优化、人 机 交 互、操作便捷性方面继续深入挖掘,基于网络架构开发出更为通用的误差补偿软件,在航空结构件加工领域乃至整个机械加工领域都有重大的应用前景。

標簽: 五軸加工中心  
分類: 五軸加工中心  
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