精密五轴加工数控机床的几何误差测量

精密五轴加工数控机床的几何误差，是指由组成机床各部件工件表面的几何形状、表面质量、相互之间的位置误差所产生的机床运动误差。机床在使用过程中由于磨损等导致机床零部件的精度和表面质量降低，丝杠预紧力不够或磨损导致丝杠螺母副出现间隙等，从而引起机床的几何误差。由于五轴机床的结构特点，因此它比三轴机床更容易产生几何误差，其误差项目达到33项，其中平动轴21项、转动轴12项。

五轴加工

机床几何误差将引起刀具位置和姿态偏离数控程序的要求，直接导致加工轮廓误差。对机床几何误差的有效测量是提高轮廓加工精度的重要前提。

1.平动轴几何误差的测量

五轴加工数控机床平动轴几何误差的测量方法与三轴机床相同，通常采用误差辨识的方式。即借助标准参考物或简单的测量仪器对机床进行检测，获得多项误差合成的综合误差值，再根据辨识计算得到机床各项几何误差。

目前，常见的有基于激光千涉仪的“12线法'“14线法'和“9线法'[I0。”，通过激光干涉仪测量机床加工空间若干线上的定位误差，采用运动误差模型辨识出所有几何误差。

2.转动轴几何误差的测量

对五轴加工数控机床转动轴几何误差测量辨识的研究始于近十几年，还处于初步探索的阶段，误差测量标准尚未建立。转动轴几何误差由于机床结构的限制而变得难以直接测量。

国外研究学者致力于研制新型测量仪器进行转动轴几何误差测量，如采用特殊的三维轨迹球进行球形运动试验和最小二乘法对某些特殊类型五轴机床结构的转动轴几何误差进行测量12。国内研究学者主要借助已有测量仪器研究新的辨识方法。如借助激光双须干涉仪、高精度电动测微仪以及球杆仪对转动轴的综合误差进行检测，辨识出转动轴的6项误差。