CN112558549B - 一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法 - Google Patents

一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，包括以下步骤：1）确定数控机床类型，建立数控机床的拓扑结构；2）建立运动过程中刀尖点的理论位姿模型；3）建立孔位误差模型；4）建立群孔加工的孔位平均误差模型；5）获得相应部件群孔的加工基准。本发明面向飞机部件骨架和蒙皮群孔加工，针对飞机部件骨架和蒙皮的群孔加工分别给出了不同的基准选取原则，将有效的提高骨架或蒙皮群孔加工的位置精度，同时为大部件群孔加工基准的选取提供了一个更加科学合理的办法；通过计算空间点中的某一点与群孔点位孔位误差的平均值，推导出孔位误差最小的基准，更加科学合理；也可用于其它数控加工领域，适宜广泛推广应用。

Description

一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法
技术领域
本发明涉及机械加工技术领域，具体是指一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法。
背景技术
在飞机装配过程中，结构件之间的装配主要以机械连接为主，连接孔的加工质量对于提高连接精度、提高飞机性能及使用寿命具有非常重要的影响。采用传统的手工钻孔方式，虽然可以结合部分针对性的措施，能一定程度的提高连接孔的加工质量和加工效率，但同样不能满足装配质量和效率要求，因此为提高飞机的装配质量和效率，多轴联动数控机床越来越广泛的应用于飞机装配制造领域。
飞机大部件装配过程中存在大量的骨架和蒙皮群孔加工任务，目前常见产品加工基准选取的方法主要有： 1）以数控机床原点作为基准； 2）以产品上起始点为基准。群孔加工位置精度主要受制造装备刀具刀尖点的位置精度影响，刀尖点位置精度由机床转动轴定姿能力和平动轴定位能力决定，多轴数控机床在安装和调试过程中将会产生几何误差、定位误差和装配误差，且定位精度、直线度等误差因素与运动行程息息相关，即行程越长，存在的误差越大。数控加工过程中，运动轴运动是以选取的基准为参考，随后进行相对运动，进而加工过程中工艺基准的选取会对运动轴的运动行程产生直接影响，最终影响多轴数控机床的加工精度。大部件群孔加工任务加工质量要求高，且部件轮廓偏大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效的提高骨架或蒙皮群孔加工的位置精度，更为合理的为大部件群孔加工基准的进行选取的面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法。
本发明通过下述技术方案实现：一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，包括以下步骤：
（1）确定数控机床类型，建立数控机床的拓扑结构；
（2）建立运动过程中刀尖点的理论位姿模型；
（3）建立孔位误差模型；
（4）建立群孔加工的孔位平均误差模型；
（5）获得相应部件群孔的加工基准。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1）中，所述建立数控机床的拓扑结构的具体内容为，根据低序体阵列法对机床的拓扑结构进行简化，并对相对应运动单元进行低序体编号。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（1）中，选择数控机床为AC摆角式五轴数控机床，该数控机床由机床床身、X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、C轴运动单元和A轴运动单元组成；
该数控机床的拓扑结构为：机床床身→X轴运动单元→Y轴运动单元→Z轴运动单元→C轴运动单元→A轴运动单元，其中C轴运动单元枢转地连接在Z轴运动单元上，A轴运动单元枢转地连接在C轴运动单元上，加工主轴与A轴固连，刀具放置装夹在加工主轴上。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（2）中，所述运动过程中刀尖点的理论位姿模型是通过多体系统理论及各运动轴的位姿误差和几何误差而进行建立。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（3）中，所述孔位误差模型是根据制孔过程中，刀尖点实际位置与理论位置之间距离，并通过与理想轴线垂直平面的投影关系而构建。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（4）中，所述建立群孔加工孔位的平均误差模型的具体过程为，
（4.1）确定部件群孔的加工形式；
（4.2）根据确定的部件群孔的加工形式，选取相应的基准；
（4.3）根据选取的基准以及制孔的孔位误差模型建立相应部件群孔加工孔位平均误差模型。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，其特征在于，所述步骤（4.1）中，所述部件群孔的加工形式包括骨架群孔加工和蒙皮群孔加工。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（4.2）中，所述基准的选取为，选择群孔加工产品向上的原点坐标值；
其中，所述骨架群孔加工基准的选取原则是：通过在群孔加工产品方向的加工范围选取骨架群孔加工原点坐标值；
所述蒙皮群孔加工基准选的选取原则是：通过群孔的加工产品方向最大值和刀尖点与蒙皮之间预留的安全距离来确定蒙皮群孔加工的原点坐标值。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，所述步骤（5）中，相应部件群孔为骨架群孔，其加工基准获得过程为：通过建立拉格朗日函数，并对其变量求偏导，得出骨架群孔加工孔位误差最小的基准。
为了更好地实现本发明的方法，进一步地，相应部件群孔为蒙皮群孔，其加工基准获得过程为：通过对蒙皮群孔加工孔位平均误差模型的变量求偏导，得出蒙皮群孔加工孔位误差最小的基准。
本发明以AC摆角式五轴数控机床为例，该五轴数控机床由以下几部分组成：机床床身、X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、C轴运动单元和A轴运动单元组成，其中Z轴运动单元的负方向作为加工产品方向。通过低序体阵列法对机床的拓扑结构进行简化，并对相对应运动单元进行低序体编号。
根据多体运动学理论，任意刚体在空间的运动状态可以通过对应方向其次坐标矩阵的变换关系进行表达，其中机床线性进给轴U和转动进给轴V，表示该项误差为静态误差。X、Y、Z分别表示线性误差的方向，
Figure DEST_PATH_IMAGE001
分别表示绕X、Y、Z方向转动误差方向。 u表示线性运动轴U的位移量，v表示转动轴V的转动量。i、j分别表示对应进给轴在机床拓扑结构中的低序体编号和当前进给轴编号，线性进给轴U和转动进给轴V对应的误差传递矩阵可以分别表示为：
Figure 338131DEST_PATH_IMAGE002
假定刀具中心点与腕心（其中腕心为A轴旋转轴线与C轴旋转轴线的交点）的距离为转心距与刀具长度之和为l，设定各进给轴的运动量分别用x、y、z、c、a。在理想状态时五轴数控机床的运动轨迹
Figure 255272DEST_PATH_IMAGE003
表达为：
Figure 845128DEST_PATH_IMAGE004
理想情况下五轴数控机床摆角的姿态
Figure 240338DEST_PATH_IMAGE005
表达为：
Figure 117027DEST_PATH_IMAGE006
在实际工作情况，五轴数控机床群孔加工过程中，运动轨迹是通过点位的形式表现，因此机床进给轴运动可看成仅受到静态误差的影响，刀尖点实际运动轨迹是机床理想运动与误差因素综合作用的结果。最终可得实际情况下机床刀尖点的运动轨迹
Figure 939489DEST_PATH_IMAGE007
方程为：
Figure 19572DEST_PATH_IMAGE008
通过刀尖点实际位置与理论位置之间距离
Figure 218472DEST_PATH_IMAGE009
，建立孔位误差模型：
Figure 887351DEST_PATH_IMAGE010
依据制孔孔位误差在与理想轴线垂直平面的投影关系，可以计算在制孔位置处位置偏差
Figure 880715DEST_PATH_IMAGE011
的计算表达式为：
Figure 697361DEST_PATH_IMAGE012
并求出该机床制孔时孔位误差
Figure 434373DEST_PATH_IMAGE013
为：
Figure 957758DEST_PATH_IMAGE014
大部件群孔加工通常有两种形式：骨架群孔加工和蒙皮群孔加工。根据加工类型的不同，基准选取的方式会有所差异。通常骨架群孔加工过程中，骨架开敞区域较大，且群孔的加工位置沿Z轴方向存在差异，即群孔不一定在同一Z平面上。因此骨架群孔基准可选在骨架中间开敞区域，最终通过骨架群孔加工基准选取模型，求取加工过程中的最佳基准位置。
群孔加工的位置坐标
Figure 200652DEST_PATH_IMAGE015
为：
Figure 442277DEST_PATH_IMAGE016
其中k1为自然数，n为正整数，那么骨架群孔加工过程中所产生的平均误差
Figure 717401DEST_PATH_IMAGE017
的表达式如下：
Figure 360871DEST_PATH_IMAGE018
（其中
Figure 758355DEST_PATH_IMAGE019
为单个孔的孔位误差）
同时根据骨架群孔加工坐标
Figure 487276DEST_PATH_IMAGE020
的取值范围，即可设：
Figure 566091DEST_PATH_IMAGE021
设拉格朗日函数为：
Figure 877118DEST_PATH_IMAGE022
求取
Figure 648764DEST_PATH_IMAGE023
最小值，即为骨架群孔加工最佳基准坐标
Figure 599403DEST_PATH_IMAGE024
。
蒙皮群孔加工基准选取过程中Z坐标的选取原则为：通过群孔的Z方向最大值和刀尖点与蒙皮之间预留的安全距离来确定蒙皮群孔加工的Z方向坐标值。
根据蒙皮群孔加工位置
Figure 544225DEST_PATH_IMAGE025
选择最大
Figure 896709DEST_PATH_IMAGE026
值即：
Figure 839257DEST_PATH_IMAGE027
其中，k2为自然数，n为正整数，设定蒙皮与刀尖点的安全距离为H,即蒙皮群孔加工基准选择刀尖点
Figure 277192DEST_PATH_IMAGE028
坐标位置即为：
Figure 502069DEST_PATH_IMAGE029
蒙皮群孔加工过程中所产生的平均误差的表达式如下：
Figure 974639DEST_PATH_IMAGE030
（其中
Figure 88088DEST_PATH_IMAGE031
为单个孔的孔位误差）
，求取
Figure 75636DEST_PATH_IMAGE032
最小值，即为蒙皮群孔加工最佳基准
Figure 299944DEST_PATH_IMAGE033
。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明面向飞机部件骨架和蒙皮群孔加工，针对飞机部件骨架和蒙皮的群孔加工分别给出了不同的基准选取原则，将有效的提高骨架或蒙皮群孔加工的位置精度，同时为大部件群孔加工基准的选取提供了一个更加科学合理的办法；
（2）本发明通过计算空间点中的某一点与群孔点位孔位误差的平均值，推导出孔位误差最小的基准，更加科学合理；
（3）本发明所提出的孔位误差最小的基准选取方法，将有效的提升群孔加工的孔位精度；
（4）本发明所提出的群孔加工孔位误差最小的基准选择方法，对三轴及以上的数控机床进行群孔加工都适用，也可用于其它数控加工领域，适宜广泛推广应用。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其他特征、目的和优点将会变得更为明显：
图1为本发明所述方法的具体流程图；
图2为本发明中实施例2中选择五轴数控机床的拓扑结构示意图；
图3为本发明中制孔孔位误差示意图；
图4为本发明中骨架群孔加工基准模型进行建立示意图；
图5为本发明中骨架群孔加工孔位误差最小的基准选取示意图；
图6为本发明中蒙皮群孔加工基准模型进行建立示意图；
图7为本发明中蒙皮群孔加工孔位误差最小的基准选取示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为使本发明的目的、工艺条件及优点作用更加清楚明白，结合以下实施实例，对本发明作进一步详细说明，但本发明的实施方式不限于此，在不脱离本发明上述技术思想情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的范围内，此处所描述的具体实施实例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1：
本实施例提供一种部件群孔加工的最佳基准选取方法，具体流程图，如图1所示，具体包括以下步骤：
（1）确定数控机床类型，根据低序体阵列法对机床的拓扑结构进行简化，并对相对应运动单元进行低序体编号。
（2）通过多体系统理论及各运动轴的位姿误差和几何误差，建立运动过程中刀尖点的理论位姿模型。
（3）根据制孔过程中，刀尖点实际位置与理论位置之间距离，并通过与理想轴线垂直平面的投影关系，建立孔位误差模型。
（4）部件群孔加工通常有两种形式：骨架群孔加工和蒙皮群孔加工。根据加工类型的不同，基准选取的方式会有所差异。其中骨架群孔加工基准选取过程中Z坐标的选取原则是：通过群孔Z方向的加工范围选取骨架群孔加工Z坐标值。蒙皮群孔加工基准选取过程中Z坐标的选取原则是：通过群孔的Z方向最大值和刀尖点与蒙皮之间预留的安全距离来确定蒙皮群孔加工的Z坐标值。
确定加工类型后，根据制孔的孔位误差模型建立骨架和蒙皮群孔加工孔位平均误差模型
（5）骨架群孔加工通过建立拉格朗日函数，并对其变量求偏导，得出骨架群孔加工孔位误差最小的基准。蒙皮群孔加工通过对蒙皮群孔加工孔位平均误差模型的变量求偏导，得出蒙皮群孔加工孔位误差最小的基准。
实施例2：
本实施例以AC摆角式五轴数控机床为实例，对其进行基准选取，所述AC摆角式五轴数控机床，如图2所示，由以下几部分组成：机床床身、X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、C轴运动单元和A轴运动单元组成。
该五轴数控机床的拓扑结构，如图2所示，具体为：机床床身0→X轴运动单元1→Y轴运动单元2→Z轴运动单元3→C轴运动单元4→A轴运动单元5，其中C轴运动单元4枢转地连接在Z轴运动单元3上，A轴运动单元5枢转地连接在C轴运动单元4上，加工主轴与A轴5固连，刀具放置装夹在加工主轴上。为方便误差建模为每个进给轴固连运动坐标系，所有运动的固连坐标系具有相同位置，腕心O设定在C轴转动轴线与A轴转动轴线的交点处，且本实例以Z轴的负方向作为产品加工方向。
本实施例根据多体运动学理论，任意刚体在空间的运动状态可以通过对应方向其次坐标矩阵的变换关系进行表达，其中机床线性进给轴U和转动进给轴V，表示该项误差为静态误差。X、Y、Z分别表示线性误差的方向，
Figure 423758DEST_PATH_IMAGE034
分别表示绕X、Y、Z方向转动误差方向。u表示线性运动轴U的位移量，v表示转动轴V的转动量。i、j分别表示对应进给轴在机床拓扑结构中的低序体编号和当前进给轴编号，那么线性进给轴U和转动进给轴V对应的误差传递矩阵
Figure 708109DEST_PATH_IMAGE035
及
Figure 182952DEST_PATH_IMAGE036
可以分别表示为：
Figure 210951DEST_PATH_IMAGE037
式（1）中，
Figure 392534DEST_PATH_IMAGE038
Figure 398186DEST_PATH_IMAGE039
式（2）中，
Figure 298009DEST_PATH_IMAGE040
Figure 864119DEST_PATH_IMAGE041
假定刀具中心点与腕心O的距离为转心距与刀具长度之和为l，设定各进给轴的运动量分别用x、y、z、c、a。在理想状态时机床的运动轨迹
Figure 228104DEST_PATH_IMAGE042
表达为：
Figure 588678DEST_PATH_IMAGE043
（3）
理想情况下AC摆角的姿态
Figure 788847DEST_PATH_IMAGE005
为：
Figure 158648DEST_PATH_IMAGE044
（4）
式（3）和（4）中各轴的运动矩阵为：
Figure 49244DEST_PATH_IMAGE045
Figure 908615DEST_PATH_IMAGE046
Figure 517451DEST_PATH_IMAGE047
为刀尖在主轴坐标系下的齐次坐标，
Figure 690944DEST_PATH_IMAGE048
为刀轴方向在主轴坐标系下的齐次坐标。
在实际工作情况时，部件群孔加工过程中，运动轨迹是通过点位的形式表现，机床进给轴运动可看成仅受到静态误差的影响，且刀尖点实际运动轨迹是机床理想运动与误差因素综合作用的结果。那么实际情况下机床刀尖点的运动轨迹
Figure 701625DEST_PATH_IMAGE049
方程为：
Figure 482630DEST_PATH_IMAGE050
（5）
其中，
Figure 578762DEST_PATH_IMAGE051
由式（1）计算所得，
Figure 290366DEST_PATH_IMAGE052
由式（2）计算所得。
其中
Figure 217871DEST_PATH_IMAGE053
为X轴定位误差、直线对误差及颠摆、偏摆、滚摆误差构成的综合误差矩阵,
Figure 356728DEST_PATH_IMAGE054
为Y轴定位误差、直线对误差及颠摆、偏摆、滚摆误差构成的综合误差矩阵,
Figure 940157DEST_PATH_IMAGE055
为Z轴定位误差、直线对误差及颠摆、偏摆、滚摆误差构成的综合误差矩阵,
Figure 2922DEST_PATH_IMAGE056
为C轴定位误差、直线对误差及颠摆、偏摆、滚摆误差构成的综合误差矩阵,
Figure 988195DEST_PATH_IMAGE057
为A轴定位误差、直线对误差及颠摆、偏摆、滚摆误差构成的综合误差矩阵。那么刀尖点实际运动轨迹与理想运动轨迹的偏差
Figure 297954DEST_PATH_IMAGE009
为：
Figure 430995DEST_PATH_IMAGE058
（6）
制孔孔位误差在与理想轴线垂直平面的投影关系，如图3所示，可以计算在制孔曲面上孔位置偏差
Figure 484401DEST_PATH_IMAGE011
的计算表达式为：
Figure 324181DEST_PATH_IMAGE059
（7）
其中
Figure 614961DEST_PATH_IMAGE060
为投影变换的算子。
那么该机床制孔时孔位误差
Figure 907402DEST_PATH_IMAGE013
可以表达为：
Figure 826817DEST_PATH_IMAGE061
（8）
由于群孔加工类型的不同，首先对骨架群孔加工基准模型进行建立，如图4所示：
根据数控机床精度检测及补偿原则，距离机床的检定原点越远，机床的定位精度、直线度等精度指标越差。通常骨架群孔加工过程中，骨架开敞区域较大，且群孔的加工位置沿Z轴方向存在差异，即群孔不一定在同一Z平面上。那么骨架群孔基准可以选在骨架中间开敞区域，且满足在群孔加工位置中Z轴坐标值最小
Figure 521103DEST_PATH_IMAGE062
所确定的平面与Z轴坐标值最大所确定的平面
Figure 172664DEST_PATH_IMAGE063
之间，如图5所示。
因此假设骨架群孔加工过程中在该区域选择的基准为
Figure 781762DEST_PATH_IMAGE064
。
骨架群孔加工的位置坐标
Figure 176972DEST_PATH_IMAGE065
为：
Figure 788082DEST_PATH_IMAGE066
其中，k1为自然数，n为正整数，骨架群孔加工沿Z轴方向的范围为：
Figure 876123DEST_PATH_IMAGE067
骨架群孔加工基准必然落在沿Z轴方向的范围内的某一平面内，r为常数，则该平面可假设为：
Figure 143157DEST_PATH_IMAGE068
（9）
其中加工过程中刀尖点移动的相对位置关系为
Figure 169755DEST_PATH_IMAGE069
，其中：
Figure 573054DEST_PATH_IMAGE070
根据式（6）、（7）和（8），那么骨架群孔加工过程中所产生的孔位误差
Figure 831997DEST_PATH_IMAGE019
如下：
Figure 648643DEST_PATH_IMAGE071
根据式（13）、（14）和（15），那么骨架群孔加工过程中所产生的平均误差
Figure 385655DEST_PATH_IMAGE017
的表达式如下：
Figure 909040DEST_PATH_IMAGE072
(其中
Figure 151934DEST_PATH_IMAGE019
为单个孔的孔位误差，n为正整数) （16）
同时根据式（9）
设拉格朗日函数为：
Figure 127980DEST_PATH_IMAGE073
（17）
对式（17）求偏导数并令其都等零，则有：
Figure 668683DEST_PATH_IMAGE074
求取
Figure 374471DEST_PATH_IMAGE075
最小值，即为骨架群孔加工孔位误差最小的基准坐标
Figure 709637DEST_PATH_IMAGE076
。
其次，对蒙皮群孔加工基准模型进行建立，如图6和图7所示：
假设蒙皮群孔加工基准坐标为：
Figure 438559DEST_PATH_IMAGE077
为保证蒙皮加工过程中的加工安全，防止刀具与蒙皮发生碰撞，根据蒙皮群孔加工位置坐标
Figure 517373DEST_PATH_IMAGE078
（n为正整数）
选择最大
Figure 828400DEST_PATH_IMAGE079
值即：
Figure 334468DEST_PATH_IMAGE080
设定蒙皮与刀尖点的安全距离为H，那么蒙皮群孔加工基准选择刀尖点所在平面如式：
Figure 550685DEST_PATH_IMAGE081
（18）
加工过程中刀尖点移动的相对位置关系即为
Figure 495508DEST_PATH_IMAGE082
，其中：
Figure 847992DEST_PATH_IMAGE083
根据式（6）、（7）和（8），那么蒙皮群孔加工过程中所产生的孔位误差
Figure 790540DEST_PATH_IMAGE084
如下：
Figure 41524DEST_PATH_IMAGE085
根据式（22）、（23）和（24），那么蒙皮群孔加工过程中所产生的平均误差的表达式为：
Figure 462141DEST_PATH_IMAGE086
(其中
Figure 934710DEST_PATH_IMAGE031
为单个孔的孔位误差) （25）且蒙皮群孔加工基准选择在平面
Figure 782581DEST_PATH_IMAGE087
上，其中蒙皮与刀尖点的安全距离为H，
对函数
Figure 770128DEST_PATH_IMAGE088
求偏导数并令其等于零，并求取极值，则有：
Figure 994436DEST_PATH_IMAGE089
求取
Figure 321512DEST_PATH_IMAGE090
最小值，即为蒙皮群孔加工孔位误差最下的基准
Figure 605863DEST_PATH_IMAGE091
。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）确定数控机床类型，针对数控机床的运动单元建立数控机床的拓扑结构；
（2）根据步骤（1）中建立数控机床运动单元的拓扑结构，建立数控机床运动单元运动过程中刀尖点的理论位姿模型；
（3）以步骤（2）中建立的刀尖点的理论位姿模型，根据制孔过程中，刀尖点实际位置与刀尖点的理论位姿模型中理论位置之间距离，并通过与理想轴线垂直平面的投影关系建立孔位误差模型；
（4）根据部件群孔的加工形式选取的基准，并结合步骤（3）中的孔位误差模型建立相应部件群孔加工孔位平均误差模型；
（5）通过步骤（4）获得的相应部件群孔加工孔位平均误差模型，对其变量求偏导，获得相应部件群孔的加工基准。
2.根据权利要求1所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（1）中，所述建立数控机床的拓扑结构的具体内容为，根据低序体阵列法对机床的拓扑结构进行简化，并对相对应运动单元进行低序体编号。
3.根据权利要求2所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（1）中，选择数控机床为AC摆角式五轴数控机床，该数控机床由机床床身、X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、C轴运动单元和A轴运动单元组成；
该数控机床的拓扑结构为：机床床身→X轴运动单元→Y轴运动单元→Z轴运动单元→C轴运动单元→A轴运动单元，其中C轴运动单元枢转地连接在Z轴运动单元上，A轴运动单元枢转地连接在C轴运动单元，加工主轴与A轴固连，刀具放置装夹在加工主轴上。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（2）中，所述运动过程中刀尖点的理论位姿模型是通过多体系统理论及各运动轴的位姿误差和几何误差而进行建立。
5.根据权利要求1~3任一项所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（3）中，所述孔位误差模型是根据制孔过程中，刀尖点实际位置与理论位置之间距离，并通过与理想轴线垂直平面的投影关系而构建。
6.根据权利要求1~3任一项所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（4）中，所述建立相应部件 群孔加工孔位平均误差模型的具体过程为，
（4.1）确定部件群孔的加工形式；
（4.2）根据确定的部件群孔的加工形式，选取相应的基准；
（4.3）根据选取的基准以及制孔的孔位误差模型建立相应部件群孔加工孔位平均误差模型。
7.根据权利要求6所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（4.1）中，所述部件群孔的加工形式包括骨架群孔加工和蒙皮群孔加工。
8.根据权利要求7所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（4.2）中，所述基准的选取为，选择群孔加工产品向上的原点坐标值；
其中，所述骨架群孔加工基准的选取原则是：通过在群孔加工产品方向的加工范围选取骨架群孔加工原点坐标值；
所述蒙皮群孔加工基准选的选取原则是：通过群孔的加工产品方向最大值和刀尖点与蒙皮之间预留的安全距离来确定蒙皮群孔加工的原点坐标值。
9.根据权利要求7所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，所述步骤（5）中，相应部件群孔为骨架群孔，其加工基准获得过程为：通过建立拉格朗日函数，并对其变量求偏导，得出骨架群孔加工孔位误差最小的基准。
10.根据权利要求7所述的一种面向大部件群孔加工孔位误差最小的基准选取方法，其特征在于，相应部件群孔为蒙皮群孔，其加工基准获得过程为：通过对蒙皮群孔加工孔位平均误差模型的变量求偏导，得出蒙皮群孔加工孔位误差最小的基准。
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