本发明属于数控机床技术领域，涉及一种换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度补偿方法。
背景技术：
在航空零件生产中，为适应航空产品材料种类多、加工特性差异大的特点，换头式多五轴头大型数控机床得到广泛应用。换头式多五轴头的五轴旋转精度是保证高精度数控机床正常使用的最关键因素。目前，国内企业并未掌握如何对换头式多五轴头的五轴旋转精度进行补偿，国外机床厂商也不向国内提供这方面的资料，如果换头式多五轴头的五轴旋转精度出现问题，只能邀请国外机床厂商派遣工程技术人员来现场调整。一般对大型换头式多五轴头的五轴旋转精度调整工作，在机床几何精度符合要求的基础上，国外工程师需要5个工作日的才能时间完成。调整后的精度标准为：以580毫米为旋转半径，五轴旋转精度可以达到±0.05mm。这样做，对换头式多五轴头的五轴旋转精度的调整依赖于国外机床厂商，不仅成本高，效率低，而且调整后的精度标准也不高。
技术实现要素：
本发明的目的是：提出一种换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度补偿方法，以摆脱对国外机床厂商的依赖，降低成本，提高效率和调整后的精度。
本发明的技术方案是：换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度补偿方法，其特征在于，补偿的步骤如下：
1、测量换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度误差值：
1.1、测量五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度进行测量，其误差值范围是0mm/300mm～0.03mm/300mm，如超出此范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090参数值的调整对a轴或b轴的垂直精度进行补偿，直至满足要求为止；
1.2、测量五轴头的c轴水平位置精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴水平位置精度误差值进行测量，其误差值范围是：在300mm内不大于0.03mm，如超出此范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090参数值的调整对c轴的垂直精度进行补偿，对五轴头的c轴水平位置精度进行补偿，直至满足要求为止；
1.3、测量五轴头的c轴在x轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、
c轴旋转在x轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差范围是：在0°～180°内不大于0.03mm，如超出此范围，通过c轴相关西门子24550参数值的调整对c轴旋转在x轴方向的运动误差精度进行补偿。直至满足要求为止；
1.4、测量五轴头的c轴在y轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、
c轴旋转在y轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差范围是：在0°～180°内不大于0.03mm，如超出此范围，通过c轴相关西门子24550参数值的调整对c轴旋转在y轴方向的运动误差精度进行补偿。对五轴头的c轴在y轴方向的运动精度进行补偿。直至满足要求为止；
1.5、测量五轴头的旋转中心距离：五轴头的旋转中心距离即五轴头旋转中心到主轴鼻端距离；
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的旋转中心距离进行测量，误差值不大于0.01mm，如超出此范围，通过相关西门子24500参数值的调整对旋转中心距离精度进行调整，直至满足精度要求为止；
1.6、采用球头检棒和百分表对五轴头的a轴或b轴在0度到+90度、0度到-90度以及c轴0度到360度的五轴旋转时的误差进行测量，应用补偿程序，对五轴旋转时的误差进行补偿；
2、编制补偿程序：补偿程序的编制步骤如下：
2.1、判断系统变量，如果轴号为0，则该轴为x轴；
2.2、调用系统变量，将机床x轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.3、将机床绝对变量值与之前测量的在x轴每项补偿量累计误差值shifts[0]相叠加后，赋值到x轴坐标系的全局变量中去；
2.4、判断系统变量：如果轴号为1，则该轴为y轴；
2.5、调用系统变量，将机床y轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.6、将机床绝对变量值与之前测量的在y轴每项补偿量累计误差值shifts[1]相叠加后赋值到x轴坐标系的全局变量中去；
2.7、判断系统变量，如果轴号为2，则该轴为z轴；
2.8、调用系统变量，将机床z轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.9、将机床绝对变量值与之前测量的在z轴每项补偿量累计误差值shifts[2]相叠加后赋值到z轴坐标系的全局变量中去；
3、运行补偿程序：
将补偿程序输入到西门子数控系统中，运行此程序后，系统自动将补偿量赋值到系统变量中去，完成了五轴旋转精度的补偿。
本发明的优点是：提出了一种换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度补偿方法，摆脱了对国外机床厂商的依赖，降低了成本，提高了效率和调整后的精度。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度补偿方法，其特征在于，补偿的步骤如下：
1、测量换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度误差值：
1.1、测量五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度进行测量，其误差值范围是0mm/300mm～0.03mm/300mm，如超出此范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090参数值的调整对a轴或b轴的垂直精度进行补偿，直至满足要求为止；
1.2、测量五轴头的c轴水平位置精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴水平位置精度误差值进行测量，其误差值范围是：在300mm内不大于0.03mm，如超出此范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090参数值的调整对c轴的垂直精度进行补偿，对五轴头的c轴水平位置精度进行补偿，直至满足要求为止；
1.3、测量五轴头的c轴在x轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、c轴旋转在x轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差范围是：在0°～180°内不大于0.03mm，如超出此范围，通过c轴相关西门子24550参数值的调整对c轴旋转在x轴方向的运动误差精度进行补偿。直至满足要求为止；
1.4、测量五轴头的c轴在y轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、c轴旋转在y轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差范围是：在0°～180°内不大于0.03mm，如超出此范围，通过c轴相关西门子24550参数值的调整对c轴旋转在y轴方向的运动误差精度进行补偿。对五轴头的c轴在y轴方向的运动精度进行补偿。直至满足要求为止；
1.5、测量五轴头的旋转中心距离：五轴头的旋转中心距离即五轴头旋转中心到主轴鼻端距离；
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的旋转中心距离进行测量，误差值不大于0.01mm，如超出此范围，通过相关西门子24500参数值的调整对旋转中心距离精度进行调整，直至满足精度要求为止；
1.6、采用球头检棒和百分表对五轴头的a轴或b轴在0度到+90度、0度到-90度以及c轴0度到360度的五轴旋转时的误差进行测量，应用补偿程序，对五轴旋转时的误差进行补偿；
2、编制补偿程序：补偿程序的编制步骤如下：
2.1、判断系统变量，如果轴号为0，则该轴为x轴；
2.2、调用系统变量，将机床x轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.3、将机床绝对变量值与之前测量的在x轴每项补偿量累计误差值shifts[0]相叠加后，赋值到x轴坐标系的全局变量中去；
2.4、判断系统变量：如果轴号为1，则该轴为y轴；
2.5、调用系统变量，将机床y轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.6、将机床绝对变量值与之前测量的在y轴每项补偿量累计误差值shifts[1]相叠加后赋值到x轴坐标系的全局变量中去；
2.7、判断系统变量，如果轴号为2，则该轴为z轴；
2.8、调用系统变量，将机床z轴位置变量赋值到机床绝对变量值“abs_pos”中；
2.9、将机床绝对变量值与之前测量的在z轴每项补偿量累计误差值shifts[2]相叠加后赋值到z轴坐标系的全局变量中去；
3、运行补偿程序：
将补偿程序输入到西门子数控系统中，运行此程序后，系统自动将补偿量赋值到系统变量中去，完成了五轴旋转精度的补偿。
实施例1
意大利某公司生产的大型龙门换头式多五轴头数控机床，加工行程大x轴11米、y轴3.2米、z轴1.25米，它采用三个主轴头，其中一个为电主轴五轴头，一个为机械五轴头，另外一个主轴为强力三轴头。根据不同材料加工的需要，更换相应的主轴头。完成这些补偿后相应的五轴旋转补偿的位置偏置程序生效。达到五轴旋转加工精度的要求。
1、测量换头式多五轴头数控机床五轴旋转精度误差值：
1.1、测量五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的a轴或b轴的垂直旋转精度进行测量，其误差值是0.08mm/300mm，超出允许范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090等参数值的调整对a轴或b轴的垂直精度进行补偿，补偿后此项误差为0.02mm/300mm满足要求；
1.2、测量五轴头的c轴水平位置精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴水平位置精度误差值进行测量，其误差值是：在0°～180°为0.07mm/300mm，超出允许范围，根据误差值，通过a轴或b轴相关西门子34090等参数值的调整对c轴的垂直精度进行补偿，调整后五轴头的c轴水平位置精度误差值为0.015mm/300mm，满足要求；
1.3、测量五轴头的c轴在x轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、c轴旋转在x轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差范围是：在0°～180°内为0.06mm，通过c轴相关西门子24550等参数值的调整对c轴旋转在x轴方向的运动误差精度进行补偿。补偿后误差为0.01mm，满足要求；
1.4、测量五轴头的c轴在y轴方向的运动精度误差值：
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的c轴在五轴旋转功能打开的情况下、c轴旋转在y轴方向的运动精度误差值进行测量，其误差值是：在0°～180°为0.16mm，通过c轴相关西门子24550等参数值的调整对c轴旋转在y轴方向的运动误差精度进行补偿。补偿后误差为0.02mm，满足要求；
1.5、测量五轴头的旋转中心距离：五轴头的旋转中心距离即五轴头旋转中心到主轴鼻端距离。
采用300毫米直柄检棒和百分表，对五轴头的旋转中心距离进行测量，误差值为0.06mm，通过相关西门子24500等参数值的调整对旋转中心距离精度进行调整，补偿后的误差值为0.01满足精度要求；
1.6、采用球头检棒和百分表对五轴头的在0度到+90度、0度到-90度，c轴0到360度的五轴旋转时的误差进行测量，对五轴头的a轴或b轴在0度、+90度、-90度旋转时的误差值进行测量，应用补偿程序，对五轴旋转时的误差进行补偿。