[发明专利]五轴机床结构误差自动测量补偿的方法及校正装置

权利要求书

1.一种五轴机床结构误差自动测量补偿的方法，其特征在于，

在机床工作台上安装五轴校正块，所述五轴校正块包括基准方台和基准圆环，所述基准方台的侧面和顶面平行于所述机床的坐标轴，作为误差测量的基准面；

建立五轴误差模型，包括转动关节的结构误差和主轴因热伸长的主轴轴向误差，获得结构误差在X、Y、Z方向上的误差分量、、，以及主轴轴向误差L_SPD；

使用机床数控系统的测量指令，启动五轴结构误差自动测量循环宏程序，测量所述机床的旋转轴轴线角度误差及旋转轴轴线与主轴轴线的位置误差；并测量所述主轴轴向误差；

将测量得到的所述主轴轴线位置误差及主轴轴向误差代入建立好的五轴误差模型，在所述机床数控系统的插补周期中补偿至各个运动坐标轴。

2.如权利要求1所述的五轴机床结构误差自动测量补偿的方法，其特征在于，所述五轴误差模型为AC型双摆角五轴机床，刀具轴为A轴，非刀具轴为C轴，所述主轴与C轴平行，且垂直于A轴；其中，坐标系O₁和坐标系O₂在主轴上，坐标系O₃在A轴上，坐标系O₄在C轴上，坐标系O₅在Z轴上；L_SPD为主轴热伸长坐标系O₁与主轴坐标系O₂的位置偏差；JO_AX、JO_AY、JO_AZ为主轴坐标系O₂与A轴坐标系O₃的位置偏差；JO_CX、JO_CY、JO_CZ为A轴坐标系O₃与C轴坐标系O₄的位置偏差；为A轴旋转角度，为C轴旋转角度，，，主轴端面中心点产生的位置误差向量：

即AC结构五轴机床的结构误差和主轴热伸长的误差随着AC坐标运动时，其在XYZ方向的误差分量、、为

。

3.如权利要求1所述的五轴机床结构误差自动测量补偿的方法，其特征在于，所述五轴误差模型为AB型双摆角五轴机床，刀具轴为A轴，非刀具轴为B轴，所述A轴、B轴及主轴相互垂直；其中，坐标系O₁和坐标系O₂在主轴上，坐标系O₃在A轴上，坐标系O₄在B轴上，坐标系O₅在Z轴上；L_SPD为主轴热伸长坐标系O₁与主轴坐标系O₂的位置偏差；JO_AX、JO_AY、JO_AZ为主轴坐标系O₂与A轴坐标系O₃的位置偏差；JO_BX、JO_BY、JO_BZ为A轴坐标系O₃与B轴坐标系O₄的位置偏差；为A轴的旋转角度，为B的旋转角度，，，主轴端面中心点产生的位置误差向量：

即AB结构五轴机床的结构误差和主轴热伸长的误差随着AB坐标运动时，其在XYZ方向的误差分量、、为

。

4.如权利要求2所述的五轴机床结构误差自动测量补偿的方法，其特征在于，所述机床数控系统为西门子840D数控系统，按照机床测头测量路径设定机床误差自动测量宏程序；包括测量旋转轴轴线的角度误差以及测量旋转轴轴线与主轴轴线的结构误差。