五轴加工中心和五轴钻攻中心误差补偿系统开发与实验

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本文摘要：

实验步骤为了验证本研究设计的综合误差实时补偿系统的应用效果，本研究以五轴加工中心和五轴钻攻中心作为实验对象，开展了综合误差补偿实验。该实验中仅考虑机床移动轴的定位热误差，使机床在X、Y、Z方向上的3个移动轴模拟工件加工过程，通过快速移动产生热量，并对热变形误差进行补偿，判断补偿效果。具体步骤如下：在主轴刀柄上安装标准芯棒，分别在X、Y、Z方向上布置1台位移传感器，用于测量芯棒端面相对于工作台的位移误差。固定位移传感器，运行一段时间后芯棒返回初始位置，测量不同温度下芯棒位移变化。启动数控机床，运行2小时，测得13组误差数据；然后关?；?，等到完全冷却后，先打开误差补偿系统，然后运行数控起床，运行2小时，测得13组补偿后的误差数据。最后统计并对比所得数据[5]。2.2 实验结果五轴加工中心和五轴钻攻中心热误差补偿前后X向上的数据见图4。图4X向热误差测量数据补偿前，该系统在X向上的热误差最大值为17.0mm（取绝对值），平均误差为10.37 mm。补偿后，该系统在X向上的热误差最大值为6.1 mm，平均误差为3.89 mm。对比可以发现，使用本研究设计的综合误差补偿系统后，五轴数控机床在X向的热误差有明显减小，对提高工件的加工精度有积极帮助。五轴数控机床热误差补偿前后Y向上的数据见图5。图5 Y向热误差测量数据补偿前，该系统在Y向上的热误差最大值为16.6mm，平均误差为10.88 mm。补偿后，该系统在Y向上的热误差最大值为4.8 mm，平均误差为3.57 mm。对比可以发现，使用本研究设计的综合误差补偿系统后，五轴数控机床在Y向上的热误差有明显减小，对提高工件的加工精度有积极帮助。五轴数控机床热误差补偿前后Z向上的数据见图6。图6Z向热误差测量数据补偿前，该系统在Z向上的热误差最大值为22.762mm，平均误差为12.60 mm。补偿后，该系统在Z向上的热误差最大值为3.5mm，平均误差为2.62mm。对比可以发现，使用本研究设计的综合误差补偿系统后，五轴数控机床在Z向上的热误差有明显减小，对提高工件的加工精度有积极帮助。

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