目前，五軸數(shù)控機床已被廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車、輪船及模具等行業(yè)復(fù)雜曲面零件的生產(chǎn)加工。由于五軸數(shù)控機床比三軸數(shù)控機床增加了2個旋轉(zhuǎn)軸，因此在加工靈活性、材料切除率和工件表面質(zhì)量方面具有許多普通機床無法比擬的優(yōu)點，但其加工精度卻往往低于普通機床，主要原因在于增加的2個旋轉(zhuǎn)軸缺少精度標定和補償方法，因此如何對機床進行誤差檢測及誤差補償成為提高機床精度的關(guān)鍵步驟。為了對機床精度進行標定，并為誤差補償提供計算依據(jù)，研究人員對機床精度檢測方法進行了大量研究。如使用電子水平儀、自準直儀及激光干涉儀等儀器進行機床的靜態(tài)誤差檢測。目前，許多復(fù)雜度高、精度要求高的零件的加工需要機床多軸聯(lián)動來完成，機床各軸之間的動態(tài)誤差成為影響復(fù)雜零件精度的重要原因，尤其在高速切削加工中，某些機床的動態(tài)誤差甚至高達幾百。因此需對機床的多軸聯(lián)動誤差進行檢測。
桿儀模擬檢測了五軸數(shù)控機床聯(lián)合運動誤差和連接誤差。一種基于球桿儀檢測五軸機床運動誤差的方法，可分別沿旋轉(zhuǎn)軸軸線方向、徑向方向和切向方向檢測各軸的運動誤差。雙轉(zhuǎn)臺式五軸數(shù)控機床，利用球桿儀通過設(shè)定的測量路徑對AC旋轉(zhuǎn)軸的聯(lián)動精度進行了測量。
機床的誤差主要受準靜態(tài)誤差和動態(tài)誤差的影響回，其中準靜態(tài)誤差主要由機床各組成部件的幾何形狀、表面質(zhì)量、相互之間的位置誤差及熱誤差等誤差引起動態(tài)誤差主要包括主軸運動誤差、機床振動、伺服控制誤差等。作者首先通過對機床運動誤差進行分析，建立幾何誤差與伺服誤差影響下的機床空間誤差評價模型；然后利用球桿儀對高速五軸數(shù)控機床XYC軸聯(lián)動圓度誤差進行檢測，計算機床的幾何誤差及各軸的伺服誤差，并利用所建立誤差模型對機床空間誤差進行預(yù)測，分析機床運動過程中幾何誤差和伺服動態(tài)誤差對機床總誤差的影響程度；然后通過球桿儀檢測的圓軌跡圖對分析結(jié)果進行驗證。提出了一種對高速五軸數(shù)控機床XYC軸在不同進給速度下聯(lián)動時的幾何誤差和伺服誤差綜合建模方法以及其在機床總誤差中所占比重的評估方法，并在某五軸數(shù)控機床上進行了機床精度檢測實驗，結(jié)果表明：
1)所建立的誤差分析預(yù)測模型具有較高的準確性，可以用于五軸數(shù)控機床聯(lián)動工況下的綜合誤差建模。
2)對于高速切削機床，機床的伺服誤差隨著進給速度的增加而增加，當(dāng)速度增加至10000mm/min，機床的伺服動態(tài)誤差是機床的總誤差中的主要誤差，占機床總誤差的75%左右。
本文方法適用于類似機床的幾何誤差及伺服誤差的評價，由實驗結(jié)果可知高速時機床的伺服動態(tài)誤差對機床總誤差影響較大。下一步的研究是如何根據(jù)機床的誤差結(jié)果對誤差進行補償并出一種較優(yōu)的誤差控制策略來平衡機床的動態(tài)誤差，進一步提高機床的加工精度。
