[發明專利]一種三軸數控機床的輪廓誤差估算方法

有效

• 申請號: 201710853232.5
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107544430B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 楊明;楊吉祥;丁漢;黃翔
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 42201 華中科技大學專利中心
• 代理人: 梁鵬;曹葆青

1.一種三軸數控機床的輪廓誤差估算方法，其特征在于，該方法包括下列步驟：

(a)針對待加工對象，規劃三軸數控機床刀具的加工路徑并獲得理想的加工參考軌跡，插補該參考軌跡并存儲插補后的各個加工點的三維坐標，所述刀具按照所述參考軌跡加工待加工對象，同時監測該刀具的實際加工軌跡，存儲實際加工軌跡上各個加工點的三維坐標；

(b)針對所述刀具當前的實際加工點P_a，在所述參考軌跡中找到與該實際加工點對應的參考點P_r+k，計算該實際加工點與參考點附近的點的距離，距離的最小值對應的點即為在所述參考軌跡上與所述實際加工點最近的參考位置點P_r+k-j；

(c)在所述參考軌跡上與所述最近的參考位置點P_r+k-j相鄰的點為P_r+k-j-1和P_r+k-j+1，根據下列不同的情況，分別對所需的輪廓誤差進行估算：

(c1)當所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1不在同一條直線上時，

根據所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1構建一個圓，并確定該圓的半徑和圓心O₀坐標；將所述實際加工點在所述圓所在平面⊙O₀投影，獲取其投影點P′_a；將所述圓心O₀與投影點P′_a的連線，該連線與所述圓上P_r+k-j-1和P_r+k-j+1之間的圓弧相交，交點為該交點與所述實際加工點P_a的距離為待估算的輪廓誤差

(c2)當所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1在同一條直線上時，

根據所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1構建一條直線，獲取所述實際加工點在該條直線上的投影點，該投影點與所述實際加工點P_a之間的距離為待估算的輪廓誤差

(c3)當所述參考位置點P_r+k-j為所述參考軌跡上兩端的端點時，

該參考位置點P_r+k-j與所述實際加工點P_a之間的距離為待估算的輪廓誤差

2.如權利要求1所述的一種三軸數控機床的輪廓誤差估算方法，其特征在于，在步驟(b)中，按照下列表達式計算所述最近的參考位置點P_r+k-j，

其中，P_a在式中是實際加工點P_a的坐標，P_r+k+i在式中是所述參考點附近的點P_r+k+i的坐標，i是沿參考軌跡的正方向或反方向上取樣點編號，L_i是實際加工點與參考點附近的點的距離。

3.如權利要求1所述的一種三軸數控機床的輪廓誤差估算方法，其特征在于，在步驟(c1)中，所述圓的半徑按照下列表達式進行，

其中，O₀在式中是所述圓的圓心的坐標，P_r+k-j-1在式中是點P_r+k-j-1的坐標，R是所述圓的半徑。

4.如權利要求1所述的一種三軸數控機床的輪廓誤差估算方法，其特征在于，在步驟(c1)中，所述輪廓誤差按照下列表達式進行，

其中，P′_a在式中是所述投影點的坐標，P_a在式中是實際加工點的坐標，R是圓的半徑。