[发明专利]一种五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法

说明书

本发明公开了一种五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法中，通过切削准备、设置切削要求、根据设置好的切削要求进行切削、数据分析并录入、判断是否合格等步骤，能够测定五轴龙门摆头空间轴线误差值，直接验证通过电气或者机械方法测得的偏置值是否正确，并加以修正，能快速检验出五轴头上C轴线、A轴线及主轴轴线之间的相互关系、主轴实际摆长，使电气补偿值更加精确，从而提高五轴头加工精度。

技术领域

本发明涉及数控加工中心，尤其是涉及一种五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法。

背景技术

五轴机床相比于三轴机床，它能加工各种复杂表面，具有更高的生产效率、更好的灵活性和更少的装夹时间。然而，两个旋转轴引入了更多的几何误差，譬如旋转轴轴线的位置误差和平行度误差等，导致了五轴机床有较大的空间误差。通过五轴龙门摆头空间轴线误差值的测定，然后对机床的空间误差进行补偿，能够提高机床的整体精度。

现有的五轴龙门摆头空间轴线误差值的测定方法主要有机械方法和电气测量的方法：

机械方法：使用检棒、千分表，通过旋转主轴、A轴、C轴，测量换算出主轴轴线S与A轴轴线之间的距离、主轴轴线S与C轴轴线在Y方向的距离、主轴轴线S与C轴轴线在X方向的距离、A轴轴线与C轴轴线之间的距离、刀具点与A轴中心之间的距离。3D测头及西门子CYCLE996运动几何标定循环方法：通过测量标准球的空间位置，自动计算运动几何转换定义的几何矢量尺寸。机械方法虽然能测得所需偏置值，但由于手动测量，反复转角度，测量数据。效率低，且人为操作存在误差，所得数据存在一定误差。

电气测量的方法，测量值受限于标准球精度。标准球精度高，理论数值与实物吻合度越高，测得的数值越准确。但也存在误差。从以往的经验来看，仅仅依靠3D测头和CYCLE996得出的偏置值进行数据补偿，还是无法达到满意的效果。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种数据误差小、不受标准球精度影响的五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种五轴龙门摆头空间轴线误差值测定方法，包括以下步骤：切削准备：将方形切削模型放置于工作台，切削模型上设有8个切削面，分别为A面、B面、C面、D面、E面、F面、G面、H面；设置切削要求：不同切削面设置不同的C轴角度、A轴角度以及铣削方法；根据设置好的切削要求进行切削：根据根据设置好的切削要求进行切削，切削顺序为AB→CD→GH→EF，切削过程中摆头变换铣削时与切削模型不干涉；数据分析并录入：A面和B面比较：A面和B面之间形成的台阶高低的一半即是S轴与A轴之间的距离，为补偿项目I3-y，录入；C面和D面比较：C面和D面之间台阶高低差值的一半即是S轴与C轴在Y向的距离，为补偿项目I2-y，录入；G面和H面比较：G面和H面台阶高低差值的一半即是S轴与C轴在X向的距离，为补偿项目I2-x，录入；E面和F面比较：E面和F面台阶高低差值即刀具点到A轴轴线的距离，为补偿项目I3-z，录入；

判断是否合格：当A面和B面、C面和D面、G面和H面、E面和F面之间台阶高度差值小于0.01mm时，为合格，否则返回执行根据设置好的切削要求进行切削步骤，直至台阶高度差值小于0.01mm。

进一步地，I2为矢量，I2为A轴的回转中心到C轴的回转中心。

进一步地，I3为矢量，I3为刀具基准点到A轴的回转中心。

进一步地，I1=-(I2+I3)，I3为矢量，I1为C轴的回转中心到刀具基准点。

进一步地，A面和B面的铣削方法为侧铣，C轴角度分别为180°以及0°，A轴角度分别为-90°以及90°。

进一步地，C面和D面的铣削方法为侧铣，C轴角度分别为0°以及180°，A轴角度为0°。