三轴联动跟踪误差耦合特性分析

摘要

跟踪误差对加工精度有重大影响,刀尖点跟踪误差由各进给轴跟踪误差基于结构、运动关系耦合生成.为了解多轴联动跟踪误差空间耦合特性,考虑高速进给系统运动过程中存在的三维线性跟踪误差,以三轴联动系统为研究对象,分别建立无耦合关系、两轴耦合和三轴耦合3种拓扑结构的联动误差分析模型,得到3种模型联动点跟踪误差的关系表达式.基于典型机床3个线性进给轴的空间结构,量化结构耦合特性对跟踪误差的影响,并基于Sobol敏感度分析法完成敏感度分析.分析结果显示,进给轴的三维线性跟踪误差会随结构耦合关系耦合到联动点跟踪误差中,进给轴的误差量与耦合特性对联动点跟踪误差的影响程度成正比,且进给轴跟踪误差的切向和法向分量与轴向分量敏感性相当,在高速、高精度机床精度研究过程中应该特别关注.