[發明專利]一種通用的數控機床運動學建模方法

有效

• 申請號: 201310547367.0
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103543692A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發明（設計）人: 王航
• 申請（專利權）人: 寧波海邁克數控技術有限公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 周玨

技術領域

本發明涉及一種數控機床，尤其是涉及一種通用的數控機床運動學建模方法。

背景技術

目前，一般的數控機床運動學模型都是通過對數控機床的結構和運動過程進行具體分析處理建立而成的，其建立的數控機床運動學模型的可移植性和通用性很差，難以適應數控機床結構的不斷發展；此外，如果利用這種方式建立的數控機床運動學模型加工輪廓比較復雜的對象，則加工精度較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種通用的數控機床運動學建模方法，其建立的數控機床運動學模型的可移植性和通用性好，且能夠有效地提高加工輪廓比較復雜的對象的精度。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種通用的數控機床運動學建模方法，其特征在于包括以下步驟：

①確立數控機床的基準三維坐標系，然后在數控機床的基準三維坐標系中，確定數控機床中的各根軸的空間位置；

②確定數控機床中的機床底座的三維坐標系和刀具的三維坐標系，并將機床底座的三維坐標系中的X軸、Y軸和Z軸對應記為X₀、Y₀和Z₀，將刀具的三維坐標系中的X軸、Y軸和Z軸對應記為X_N+1、Y_N+1和Z_N+1，其中，機床底座的三維坐標系為步驟①中確立的基準三維坐標系；然后根據數控機床中的每根軸的空間位置，建立數控機床中的每根軸的三維坐標系，將第i根軸的三維坐標系中的X軸、Y軸和Z軸對應記為X_i、Y_i和Z_i，其中，1≤i≤N，N表示數控機床中的軸的總根數；

③計算第1根軸的三維坐標系中的Z軸Z₁與Z₀之間的最短距離和夾角，對應記為dz₁和α₁；計算相鄰的兩根軸的三維坐標系中的Z軸之間的最短距離和夾角，將第j根軸的三維坐標系中的Z軸Z_j與第j-1根軸的三維坐標系中的Z軸Z_j-1之間的最短距離和夾角對應記為dz_j和α_j，其中，2≤j≤N；計算Z_N+1與第N根軸的三維坐標系中的Z軸Z_N之間的最短距離和夾角，對應記為dz_N+1和α_N+1；

計算第1根軸的三維坐標系中的X軸X₁與X₀之間的最短距離和夾角，對應記為dx₁和θ₁；計算相鄰的兩根軸的三維坐標系中的X軸之間的最短距離和夾角，將第j根軸的三維坐標系中的X軸X_j與第j-1根軸的三維坐標系中的X軸X_j-1之間的最短距離和夾角對應記為dx_j和θ_j，其中，2≤j≤N；計算X_N+1與第N根軸的三維坐標系中的X軸X_N之間的最短距離和夾角，對應記為dx_N+1和θ_N+1；