[發明專利]一種數控機床綜合誤差實時補償方法

有效

• 申請號: 201710787112.X
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107553220B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王家序;楊勇;周青華;黃彥彥;魏子淇;熊青春;王洪樂;周廣武;蒲偉
• 申請（專利權）人: 四川大學;成都飛機工業（集團）有限責任公司;中國航空工業集團公司
• 主分類號: B23Q23/00
• 分類號: B23Q23/00
• 代理公司: 成都頂峰專利事務所(普通合伙) 51224
• 代理人: 楊軍

1.一種數控機床綜合誤差實時補償方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、按照選定的幾何誤差辨識方法來測量待補償機床各軸的位移誤差量，再辨識出該機床平動軸的各項幾何誤差；

S2、建立待補償機床的導軌熱誤差模型；

S3、建立待補償機床的工作臺Z向偏移誤差模型；

S4、采集機床熱源位置關鍵點處溫度數據，并確定加工零件在工作臺上的位置信息；

S5、將采集得到的機床關鍵點處溫度，帶入機床導軌熱誤差模型，求得機床因熱變形產生的實時幾何誤差；

S6、將步驟S1中已測量并求得的幾何誤差與步驟S5中得到的實時幾何誤差進行線性疊加，采用更改G代碼的方法實施誤差補償；

S7、將采集得到的機床關鍵點處溫度和加工零件位置信息，帶入工作臺Z向偏移誤差模型，求得工作臺實時Z向偏移量；

S8、根據步驟S7中得到的Z向偏移量，結合機床自帶的坐標原點偏移功能，實施工作臺Z向熱偏移實時補償；

所述步驟S6的具體實現方式為：

對線性疊加后的幾何誤差根據式(1)計算補償量，首先計算沿x、y、z三軸的誤差分量Δ_x、Δ_y、Δ_z，然后帶入機床目標點坐標值，計算所得數值即為補償量，取補償量的相反數與原坐標值相加，即可得到目標點補償后的坐標值；

Δ_x＝δ_x(x)-δ_x(y)+δ_x(z)-z·[ε_y(y)-ε_y(x)+δ_xz]-y·[ε_z(y)-δ_xy]

Δ_y＝δ_y(x)-δ_y(y)+δ_y(z)-z·[ε_x(x)-ε_x(y)+δ_yz]-x·ε_z(y)

Δ_z＝δ_z(z)+δ_z(x)-δ_z(y)+y·ε_x(y)+x·ε_y(y) (1)

式中，δ_x、δ_y、δ_z分別為空間誤差沿x軸、y軸和z軸方向的誤差分量；x軸誤差：δ_x(x)為x軸的定位誤差，δ_y(x)、δ_z(x)分別為y、z軸方向的移動誤差，ε_x(x)、ε_y(x)分別為滑座運動過程中繞x、y軸的轉動誤差；y軸誤差：δ_y(y)為y軸的定位誤差，δ_x(y)、δ_z(y)分別為x、z軸方向的移動誤差，ε_x(y)、ε_y(y)、ε_z(y)分別為滑座運動過程中繞x、y、z軸的轉動誤差；z軸而言誤差：δ_z(z)為z軸的定位誤差，δ_x(z)、δ_y(z)分別為x、y軸方向的移動誤差；δ_xy、δ_yz、δ_zx分別表示x-y軸、y-z軸、z-x軸相互垂直度誤差。

2.根據權利要求1所述的一種數控機床綜合誤差實時補償方法，其特征在于，所述步驟S1的具體實現過程為：

A1、選定機床平動軸幾何誤差辨識方法；

A2、機床平動軸幾何誤差測量，幾何誤差測量的過程中需滿足以下條件：檢測前機床停機8小時，檢測時對機床熱源位置進行冷卻，采用快速檢測工裝，在恒溫空調廠房中完成檢測；

A3、運用選定的幾何誤差辨識方法對檢測值進行辨識，求出機床平動軸的各項幾何誤差。