[發明專利]數控機床的幾何誤差旋量理論建模方法

有效

• 申請號: 201310653738.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN103616851A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 田文杰;潘琪;張大衛;常文芬;聶應新;郭龍真
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

技術領域

本發明涉及數控機床技術領域，特別是涉及一種數控機床幾何誤差通用數學模型的建模方法。

背景技術

數控機床加工精度的方法主要有兩種：一種是誤差預防，一種是誤差補償。誤差建模是誤差補償的關鍵。齊次坐標變換矩陣的方法是最常用的建模工具，但這種建模方法無法直接得到機床六維位姿誤差的統一顯示表達。理論上，對于三軸、四軸和五軸數控機床，僅有與給定自由度對應的機床位姿誤差才能夠通過誤差辨識得到補償。因此，所建立的誤差模型必須能夠有效分離出影響機床可補償與不可補償位姿誤差的幾何誤差源。

發明內容

為了克服現有技術存在的問題，本發明提供了針對以上不足，提出了一種數控機床的幾何誤差旋量理論建模方法，運用旋量理論與多體運動學理論相結合的方法完整的描述了機床的位置與姿態誤差，并在此基礎上利用受約束剛體的變分空間、力空間及其子空間的性質，將影響機床末端可補償與不可補償自由度誤差的幾何誤差源進行有效分離。

本發明提出了一種數控機床的幾何誤差旋量理論建模方法，該方法包括以下步驟：

步驟一、對數控機床運動鏈分別在床身任一點建立全局坐標系R、在運動鏈末端參考點建立瞬時參考坐標系R′、在各個運動副上建立連體坐標系R_i；建立包含位置獨立幾何誤差、非位置獨立幾何誤差的機床運動鏈幾何誤差模型。其中：

位置獨立幾何誤差，表示為：

Θ^i=[δθii-1×]δrii-1+δrii-1×δθii-100]]>