[發明專利]CNC數控加工在線測量誤差修正方法及系統

有效

• 申請號: 201911130163.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110977612B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 彭新開;俞翔;班夢凱;鄭冠雄
• 申請（專利權）人: 上海愛堃智能系統有限公司
• 主分類號: B23Q17/00
• 分類號: B23Q17/00;B23Q23/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種CNC數控加工在線測量誤差修正方法及系統，涉及數控機床控制技術領域，包括設定至少兩個與測量誤差呈線性關系的條件參數，基于所述至少兩個條件參數獲取對應的測量坐標值；根據至少兩個所述條件參數及其對應的測量坐標值，生成坐標生成曲線；根據上述坐標生成曲線計算特定條件參數下的測量坐標值。相較于現有技術中誤測測量修正需要頻繁標定的操作方式，本發明中的方法不需要頻繁的標定，可以顯著減少誤差測量修正所需的時間。同時，本發明方法，不僅能夠對二維平面內的待測位點進行測量，還能夠對三維曲面上的待測位點進行測量修正。

技術領域

本發明涉及數控加工技術領域，更具體地說，它涉及一種CNC數控加工在線測量誤差修正方法及系統。

背景技術

在利用數控機床對工件進行加工之前，為了保證加工的精度，都需要對機床刀具運動的精度加以測量校準。

現有技術中較為常用的做法是利用機床的主軸帶動測頭運動，當測頭接觸到被測工件（如標準試件）后，立即停止測頭的運動。整個過程如圖1a-圖1c所示，理論上當測頭與被測工件相接觸時，上述傾斜信號立即傳遞到機床的控制器中，而后機床控制器立即輸出控制信號控制上述主軸停止運動。顯然，在實際應用當中，上述控制信號的傳遞需要一定的時間，即意味著在測頭與被測件接觸后的一定時間t內，機床主軸仍然按照原有的速度v在運動，而測頭停止運動，這就導致被測件最終的測試結果不夠準確，上述過程的測量誤差ε可以概括為ε=t*v，在實際測量當中，需要將上述ε從測試值中刪除。

上述測量誤差分析是基于理想狀態下產生的，在實際生產中，上述傾斜信號以及機床控制信號的傳輸時間是無法確定的，其與環境的干擾，如溫濕度、電磁場等因素的干擾是密切相關的，而上述擾動量是難以精確穩定的。此外，上述測量誤差的來源還包括機床控制器的響應速度、測頭與主軸之間轉動時受到的摩擦力大小，測頭在運動時產生的慣性動量大小等，由于上述種種不確定因素的存在，使得測量誤差難以確定，即意味著機床加工的精度將會受到限制。

進一步的，由于環境條件、機床運行條件的變化，每天需要頻繁地利用標準試件對機床運行誤差進行標定。而且上述測量誤差的方法，僅針對于二維平面內的點位測量有效，如圖1c中所示，測頭通過連接桿與機床主軸連接，其理論上可以基于連接桿的長度L并通過計算連接桿傾斜的角度??計算出機床主軸多運動的距離S=L*sin??，即誤差數值。但是，若要測試高度方向上的誤差，顯然上述測量方法并不適用，若采用其它方法測量高度上的誤差，則意味著水平面內的誤差測量值與高度方向內的誤差測量值并不是出自一個誤差測量體系，理論上測試結果本身就存在誤差，且誤差測量工序十分繁瑣。

發明內容

針對實際運用中數控機床誤差測量方法無法測量被測試件高度方向上誤差、數控機床工作過程中需要頻繁標定的問題，本發明目的一在于提出一種CNC數控加工在線測量誤差修正方法，其能夠提升數控機床誤差測量精度，并且能夠將被測件的誤差測量適用范圍由二維平面擴展到三維曲面。基于上述方法，本發明目的二在于提出一種CNC數控加工在線測量誤差修正系統，具體方案如下：

一種CNC數控加工在線測量誤差修正方法，包括：

設定至少兩個與測量誤差呈線性關系的條件參數，基于所述至少兩個條件參數獲取對應的測量坐標值；

根據至少兩個所述條件參數及其對應的測量坐標值，生成坐標生成曲線；

根據上述坐標生成曲線計算設定條件參數下的測量坐標值，其中，上述設定條件參數是指機床主軸的運動速度為0。

通過上述技術方案，首先根據理論推導查找識別出與測量誤差呈線性關系的條件參數，基于上述條件參數以及已經測得的至少兩個測量坐標值，便可以推算出設定條件參數所對應的測量坐標值，上述方式在保證測量精度的前提下無需標定，并且可以對任意方位上的待測位點加以測量。

進一步的，所述方法包括：

基于第一條件參數，獲取第一測量坐標值；