一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法

摘要

考虑对刀点对机床精度的影响，为对机床最终精度和性能进行评价，提出了一种考虑对刀点的五轴数控机床几何精度预测方法。该方法首先利用多体系统运动学理论，建立了基于NAS979斜置圆锥台的五轴数控机床运动方程。以此为基础，建立了基于对刀点的试件实际加工位置求解方程和数控加工指令求解方程，建立了五轴数控机床几何精度预测模型，预测了圆锥台圆度、同轴度和倾斜度等精度指标。然后，开展了五轴数控机床精度的仿真预测。圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的预测值分别为0.029 mm、?0.065 4 mm、0.024 3 mm，而圆锥台圆度、同轴度、倾斜度的标准公差要求值分别为0.100 mm、?0.100 mm、0.030 mm。仿真结果表明，预测的圆锥台精度指标能够满足标准公差精度要求。最后，为了验证该方法的有效性性，开展了斜置圆锥台的切削实验验证。圆锥台圆度、同轴度和倾斜度的测量最大值分别为0.038 0 mm、?0.093 1 mm和0.028 2 mm，最小值分别为0.031 6 mm、?0.065 8 mm和0.024 6 mm，测量均值分别为0.035 6 mm、?0.080 5 mm和0.027 1 mm。实验结果表明，测量均值与预测值非常吻合。因此，在新研制的数控机床精度检验与验收过程中，机床研制单位能利用该方法准确、快速、直观地评估机床精度和性能。

关键词

对刀点 / 数控机床 / 几何精度 / 预测建模 / 圆锥台