A／C軸雙擺角銑頭是中、大規(guī)格五軸聯(lián)動(dòng)加工中心的核心功能部件。由于A／C軸雙擺角銑頭結(jié)構(gòu)緊湊，擺角范圍大，A軸可達(dá)±110°，C軸可達(dá)±360°或n x360°，因此，常用于加工具有復(fù)雜曲面的大型精密零部件，例如飛機(jī)的機(jī)身結(jié)構(gòu)件、風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉輪等。而A／C軸雙擺角銑頭的幾何誤差又是影響復(fù)雜零件加工精度的關(guān)鍵問(wèn)題，因此必須對(duì)A／C軸雙擺角銑頭的幾何誤差進(jìn)行精度補(bǔ)償。

1 A／C軸雙擺角銑頭幾何誤差

　　如圖1所示，A／C軸雙擺角銑頭包括圍繞Z軸旋的C軸以及圍繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，C軸與A軸的聯(lián)動(dòng)可以帶動(dòng)主軸實(shí)現(xiàn)復(fù)雜前面加工。

 
圖1 A／C軸雙擺角銑頭結(jié)構(gòu)示意圖

　　A／C軸雙擺角銑頭理論幾何精度應(yīng)當(dāng)為C軸軸線與主軸軸線重合，A軸軸線與主軸軸線垂直相交b但由于在實(shí)際制造過(guò)程中，存在的零部件加工誤差以及裝配誤差，導(dǎo)致A／C軸雙擺角銑頭裝配完成后，軸軸線、A軸軸一線以及主軸軸線之間存在一定的位置誤差與角度誤差，如表1所示。

　表1中，δ_xCS表示C軸軸線與主軸軸線在X方向產(chǎn)生的位置誤差，其他位置誤差符號(hào)含義與此相同。α_CS表示C軸軸線與主軸軸線圍繞x軸方向產(chǎn)生的角度誤差，其他角度誤差符號(hào)含義與此相同。各誤差含義如圖2—4所示。

圖2角度誤差示意圖

圖3位置誤差示意
圖4角度誤差示意圖

　　因此，表1所示的8個(gè)幾何誤差實(shí)際僅為6個(gè)，如表2所示。

2 海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)在A／C軸雙擺角銑頭幾何誤差中的補(bǔ)償方法

　　2.1 海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　海德漢的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)是適合銑床、加工中心或需要優(yōu)化刀具軌跡控制之加工過(guò)程的通用性控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度比以前的TNC系列產(chǎn)品快8倍，所配備的“快速以太網(wǎng)”通訊接口能以100 Mbit／s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)，比以前快了10倍，新型程序編輯器具有大型程序編輯能力，可以快速插入和編輯信息程序段。該系統(tǒng)通用性好并適合五軸聯(lián)動(dòng)控制，可以對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)加工中心進(jìn)行精度補(bǔ)償。

　　2.2 海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)在A／C軸雙擺角銑頭幾何誤差中的補(bǔ)償方法

　　(1)δxAS的測(cè)量與補(bǔ)償

　　如圖5所示，先在主軸錐孔中裝夾一根已知直徑的檢棒，A軸旋轉(zhuǎn)至-90°(圖5a)，將百分表讀數(shù)調(diào)零；然后將A軸旋轉(zhuǎn)至90°(圖5b)并讀出百分表的讀數(shù)△₁。由于百分表的讀數(shù)是δ_yAS的2倍，因此在補(bǔ)償該誤差時(shí)，應(yīng)當(dāng)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入MP7530.1=-｜△｜／21。

　　(2)6刪的測(cè)量與補(bǔ)償如圖6所示，A軸旋轉(zhuǎn)至0°，C軸旋轉(zhuǎn)至0°，將百分表安放在圖示的位置并將讀數(shù)調(diào)零；然后將c軸旋轉(zhuǎn)至90°，讀出百分表的讀數(shù)△₂。由于百分表的讀數(shù)是2倍δ_yCS，而δyCA=δ_yCS-δ_yAS，因此在補(bǔ)償該誤差時(shí)，應(yīng)當(dāng)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入MP7530.4=｜△₂／2｜-MP7530.1。

　　(3)δxCS的測(cè)量與補(bǔ)償

　　如圖7所示，A軸旋轉(zhuǎn)至0°，C軸旋轉(zhuǎn)至-90°，將百分表安放在圖示的位置并將讀數(shù)調(diào)零；然后將c軸旋轉(zhuǎn)至270。并讀出旋轉(zhuǎn)過(guò)程中百分表的最大讀數(shù)△，。由于該讀數(shù)是δxCS的2倍，因此在補(bǔ)償該誤差時(shí)，應(yīng)當(dāng)在數(shù)控系統(tǒng)中輸入MP7530.3=｜△₃／2 ｜。

　　(4)關(guān)于A／C軸雙擺角銑頭角度誤差的補(bǔ)償由于海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)只能補(bǔ)償A／C軸雙擺角銑頭的位置誤差，并不能補(bǔ)償角度誤差，因此，A／C軸雙擺角銑頭的3個(gè)角度誤差只能依靠提高零部件加工精度或采取若干調(diào)整措施才能予以解決。

3 結(jié)語(yǔ)

　　A／C軸雙擺角銑頭在裝配完成后，c軸軸線、A軸軸線與主軸軸線之間存在3個(gè)位置誤差與3個(gè)角度誤差，如果幾何誤差不進(jìn)行精度補(bǔ)償，則會(huì)嚴(yán)重影響曲面零件的加工精度。海德漢iTNC530數(shù)控系統(tǒng)由于具有出色的五軸控制功能，可以對(duì)A／C軸雙擺角銑頭的幾何誤差進(jìn)行精度補(bǔ)償，首先利用百分表檢測(cè)出幾何誤差值，然后再把誤差值輸人到相應(yīng)的補(bǔ)償指令中。但該系統(tǒng)只能補(bǔ)償A／C軸雙擺角銑頭存在的3個(gè)位置誤差，其余的3個(gè)角度誤差只能依靠提高零部件加工精度或采取若干調(diào)整措施才能予以解決。