[發明專利]鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法、系統及裝置

有效

• 申請號: 201810376777.6
• 申請日: 2018-04-25
• 公開（公告）號: CN108614520B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 張盛桂;高誠;何昭巖;鄭博森;李中凱
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: G05B19/401
• 分類號: G05B19/401
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法，其特征在于，包括：

構建幾何模型步驟，基于多體系統運動學理論，建立鏡像銑削加工區的刀具中心點P₀和支撐頭的支撐中心點P₁在運動過程中的空間定位誤差的幾何模型；

采集位姿數據步驟，通過鏡像銑削系統加工頭上的位移測量裝置，在預定的測量路徑下采集所述刀具中心點P₀和支撐頭的支撐中心點P₁的位姿數據，所述位姿數據為位置和姿態數據；

計算動態誤差步驟，將采集到的所述P₀和P₁的位姿數據進行計算處理，獲得所述鏡像銑削系統的五軸結構運動誤差的特征值；

數據反饋調節步驟，基于所述五軸結構運動誤差的特征值，將所述五軸結構的誤差補償數據反饋至所述鏡像銑削系統的控制系統，所述控制系統控制調節所述五軸結構按照所述誤差補償數據運行，使所述支撐頭跟隨所述加工頭同步運動。

2.根據權利要求1所述的鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法，其特征在于，所述構建幾何模型步驟的方法包括：

基于鏡像銑削系統的多體系統的機械結構關聯關系、運動學關系和動力學關系的特征，以所述鏡像銑削系統為原型，構建包括加工刀具、支撐頭結構、五軸結構的鏡像銑削系統的三維數學模型；

在所述鏡像銑削系統的三維數學模型的基礎上，建立起關于所述刀具中心點P₀和支撐頭的支撐中心點P₁在運動過程中的空間定位誤差的幾何模型，能夠獲得理想狀態下的P₀和P₁的理論位姿的數據參數。

3.根據權利要求2所述的鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法，其特征在于，所述采集位姿數據步驟的方法包括：

將位移測量裝置安裝在所述鏡像銑削系統的加工頭上，所述位移測量裝置上安裝有X向、Y向、Z向三個方向上的傳感器；

通過所述位移測量裝置上的X向、Y向、Z向傳感器采集所述刀具中心點P₀和支撐頭的支撐中心點P₁的實際位姿數據，獲得所述五軸結構在X向、Y向、Z向的三坐標方向的位姿分量數據。

4.根據權利要求3所述的鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法，其特征在于，所述采集位姿數據步驟的方法還包括：

第一種情況，固定其中一個擺角坐標，旋轉另一個擺角，通過所述位移測量裝置上的傳感器采集所述P₀和P₁的實際位姿數據，獲得第一種情況下的所述五軸結構在X向、Y向、Z向的三坐標方向的位姿分量數據；

第二種情況，固定另一個擺角，用與第一情況相同的方法采集位姿數據，并獲得第二種情況下的所述五軸結構在三坐標方向的位姿分量數據。

5.根據權利要求3所述的鏡像銑削系統的五軸結構誤差測量方法，其特征在于，所述計算獲得誤差步驟的方法包括：

基于所述鏡像銑削系統的三維數學模型，在所述三維數學模型的坐標系下，建立所述刀具中心點P₀和支撐頭的支撐中心點P₁在運動過程中的空間定位誤差的幾何模型；

在所述幾何模型中，構建關于支撐頭的實際支撐點與理論支撐點的誤差向量的計算式；

構建關于所述五軸結構運動誤差向量與所述支撐頭的誤差向量的計算關系式，或者構建關于所述五軸結構運動誤差向量與所述X向、Y向、Z向傳感器采集的三個方向數據的關系；

基于采集到的所述P₀和P₁的實時位姿數據代入所述支撐頭的誤差向量的計算式，獲得所述支撐頭在X向、Y向、Z向三個方向的誤差向量；

基于所述支撐頭在X向、Y向、Z向三個方向的誤差向量，代入所述五軸結構運動誤差向量與所述支撐頭的誤差向量的計算關系式，獲得所述五軸結構在X向、Y向、Z向三個方向上的誤差向量。