[发明专利]一种五轴AC转摆头龙门机床几何误差建模及分离方法

权利要求书

1.一种五轴AC转摆头龙门机床几何误差建模及分离方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)针对五轴AC转摆头龙门机床的结构和传动形式，根据多体运动学理论和齐次坐标变换理论，得到轴间相对运动转换矩阵，建立机床从刀具坐标系到工件坐标系的运动学模型；

步骤2)首先定义机床直线轴21项几何误差和旋转轴20项几何误差的物理意义，其次根据机床不同的运动组合形式，分别建立仅考虑直线轴、仅考虑旋转轴以及同时考虑直线轴和旋转轴几何误差影响的刀尖点空间误差模型；

步骤3)在机床最大行程范围内，按照X、Y、Z各方向轨迹测点个数相同的原则，生成直线轴几何误差空间测量轨迹，利用激光跟踪仪测量刀尖点在各测点坐标对应的实际空间坐标，使用单基站分次测量的方法，改变6次基站和靶球安装位置，根据每个测量位置刀尖点靶球到基站实际距离与理论距离的差值，实现直线轴21项几何误差的分离计算；

步骤4)根据仅考虑直线轴几何误差的刀尖点空间误差模型，计算由直线轴几何误差引起的球杆仪杆长变化量，由杆长变化量实验测量值剔除直线轴几何误差引起的杆长变化量理论值得到仅由旋转轴几何误差引起的杆长变化量，通过A、C轴各测量模式下球杆仪两端测球球心理论坐标，得到对应测量模式下由旋转轴几何误差引起的杆长变化量理论值计算公式；

步骤5)分别设计A、C轴各自的测量运动轨迹，球杆仪一端固定在工作台上，一端固定在刀尖点，要求A轴从-90°转动到90°，C轴从0°转动到360°，且A、C轴与球杆仪分别满足轴向、径向、切向的安装关系，由此得到六种不同测量模式下球杆仪两端测球球心的理论坐标；

步骤6)通过旋转轴和直线轴间相对运动关系建立刀尖点测球在机床坐标系下的运动转化矩阵，根据球杆仪两端测球球心坐标分别计算每项PIGE误差单独作用时不同测量角度对应的球杆仪杆长变化量，由此确定8项PIGE误差的敏感方向，根据8项PIGE误差在各自误差敏感方向对应的杆长变化量表达式，实现各项PIGE误差的分离；

步骤7)通过旋转轴几何误差模型建立12项PDGE误差与球杆仪杆长变化量的相互关系，得出A、C轴各6项PDGE误差引起的杆长变化量表达式，通过测量三组球杆仪在不同初始安装坐标下的杆长变化量，联立方程组，得出A、C轴各6项PDGE误差的表达式，将不同转角对应的杆长变化量测量值代入，得到A、C轴在整个行程内不同角度对应的PDGE误差，实现12项PDGE误差的分离。