在競爭激烈的航空制造市場(chǎng)的推動(dòng)下，利用五軸機床固有的補償功能配合精度球、千分表、宏程序和橢圓試塊可實(shí)現快速準確的五軸動(dòng)態(tài)檢測。功能為的簡(jiǎn)稱(chēng)，又名刀具自動(dòng)補償功能，原理是通過(guò)控制系統對五軸旋轉點(diǎn)到裝刀點(diǎn)的距離＋實(shí)際的刀具長(cháng)度（見(jiàn)圖３）進(jìn)行多角度空間數學(xué)運算來(lái)實(shí)現將編程控制點(diǎn)轉化為實(shí)際刀具切削接觸點(diǎn)的過(guò)程。
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五軸機床必須依據ＲＴＣＰ功能才能正確地進(jìn)行多軸聯(lián)動(dòng)切削運動(dòng)，假設忽略機械硬件的誤差問(wèn)題五軸機床的實(shí)際運行軌跡和計算機編程（ＣＡＭ）的ＮＣ代碼軌跡完全一致，所以將功能納入檢測方案中目的就是動(dòng)態(tài)檢測時(shí)能完全準確地追蹤五軸聯(lián)動(dòng)時(shí)機械運動(dòng)機構的理論軌跡，精準快速地達到檢測目的。
具體實(shí)施方案如下：
1） 調整五軸機床靜態(tài)精度（靜態(tài)精度為動(dòng)態(tài)精度的基礎），此項調整周期用時(shí)很長(cháng)通常在年度二級保養時(shí)已測繪補償到位，在動(dòng)態(tài)檢測前只需對主軸圓跳動(dòng)、Ｘ／Ｙ／Ｚ／Ａ／Ｃ軸的反向間隙和Ｃ軸極限回轉誤差用百分表進(jìn)行復測不再運用激光干擾器進(jìn)行精度調整。
2）定制 φ ８０ｍｍＲ４０ｍｍ的測量球（見(jiàn)圖４），要求球形直徑和圓度公差≤０.００５ｍｍ，表面粗糙度值Ｒａ＜０.８μｍ，鏡面，避免硬件誤差對動(dòng)態(tài)檢測結果的影響。
圖2 測量球
3）利用精度標準棒校對五軸頭固定旋轉補償值（見(jiàn)圖５），此數值在機床出廠(chǎng)時(shí)已經(jīng)測繪輸入參數表，由于機床在長(cháng)時(shí)間使用和維修過(guò)程中可能會(huì )造成補償值的變化，所以校對其值的正確性是必須的。
圖3 校對五軸頭固定旋轉補償值
如圖５所示以標準棒中心設立坐標系，將千分表按圖放置，以標準棒最大外徑壓表０.１ｍｍ～后刻度歸零（壓表過(guò)程中注意排除Ｘ軸機械間隙）；手動(dòng)移動(dòng)Ｘ軸至安全位置，如圖所示旋轉Ａ軸至90度后再將主軸端面壓表對零這時(shí)Ｘ軸在設定坐標系中的位移值即為實(shí)測值；計算五軸頭補＝實(shí)測值－標準刀長(cháng)（150ｍｍ）－標準棒半徑（25ｍｍ）。注意：在頭補復測時(shí)應全程取消五軸刀具補償功能。
圖4 五軸頭補測量示意
4）實(shí)施ＲＴＣＰ動(dòng)態(tài)檢測，首先設置動(dòng)態(tài)旋轉點(diǎn)，如圖７所示要使千分表在固定不動(dòng)的情況下表頭接觸點(diǎn)在 φ ８０ｍｍＲ４０ｍｍ半球外形上弧線(xiàn)運動(dòng)，只能選擇旋轉點(diǎn)作為運動(dòng)坐標系原點(diǎn)因此先手動(dòng)找到Ｂ點(diǎn)后再偏置至Ａ點(diǎn)設立檢測坐標系。
圖5 設立檢測坐標系
參照圖７將刀具實(shí)際補償值減短一個(gè)球頭半徑值（４０ｍｍ）作為檢測程序運行時(shí)刀具長(cháng)度補償（Ｄ０１）值，運行檢測宏程序對五軸機床的動(dòng)態(tài)精度進(jìn)行多角度多軸聯(lián)動(dòng)檢測（見(jiàn)圖８）宏程序如下。
N1 #1=90
N2 #2=45
N3 TROFOOF
N4 M06 T01 D01
N5 G0 A0 C0
N6 TRAOTI
N7 G90 G54 G01 Z100 F5000
N8 X0 Y0
N9 Z0
N10 M01
N11 G01 A=#1 F1000
N12 A=-#1
N13 A0
N14 M01
N15 C=#1
N16 A=#1 F1000
N17 A=-#1
N18 A0
N19 M01
N20 C=-#1
N21 A=#1 F1000
N22 A=-#1
N23 A0
N24 C0
N25 M01
N26 C=#2
N27 G01 A=#1 F1000
N28 A=-#1
N29 A0
N30 M01
N31 C=-#2
N32 A=#1 F1000
N33 A=-#1
N34 A0
N35 M01
……
圖6 五軸機床動(dòng)態(tài)精度檢測
5）對五軸動(dòng)態(tài)檢測結果進(jìn)行驗證，通過(guò)對比分析動(dòng)態(tài)檢測結果和試切件三坐標計量結果，誤差重合率達96%～98%以上，實(shí)踐驗證五軸動(dòng)態(tài)檢測的準確性和可行性。