[發(fā)明專利]一種針對動(dòng)態(tài)誤差的五軸數(shù)控機(jī)床RTCP檢測過程規(guī)劃方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110992429.3
• 申請日: 2021-08-27
• 公開（公告）號: CN113485243B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁啟程;丁杰雄;王偉;王林江;雷豐敏;杜麗;胡翀;賴俊杰;段瑩瑞
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 成都虹盛匯泉專利代理有限公司 51268
• 代理人: 王偉

1.一種針對動(dòng)態(tài)誤差的五軸數(shù)控機(jī)床RTCP檢測過程規(guī)劃方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、確定兩個(gè)優(yōu)化指標(biāo)，記為第一優(yōu)化指標(biāo)與第二優(yōu)化指標(biāo)；

所述第一優(yōu)化指標(biāo)通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸位置(α_軸,β_軸)決定，第二優(yōu)化指標(biāo)通過兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的位置及其速度夾角(α_軸,β_軸,θ_αβ)決定；

步驟S1所述兩個(gè)優(yōu)化指標(biāo)具體通過五軸中各軸跟蹤誤差到刀尖點(diǎn)三維動(dòng)態(tài)誤差的傳遞關(guān)系，定義誤差觀測矩陣，以誤差觀測矩陣的傳遞過程可觀測度作為優(yōu)化指標(biāo)；

S2、分別在(α_軸,β_軸)二維可行域和(α_軸,β_軸,θ_αβ)三維可行域中基于Hammersley序列生成若干樣本點(diǎn)，根據(jù)這若干樣本點(diǎn)得到樣本庫；

S3、從樣本庫中抽取5個(gè)樣本作為個(gè)體，共抽取N次，得到包括N個(gè)個(gè)體的初始種群；

S4、基于初始種群進(jìn)行遺傳算法優(yōu)化，得到最優(yōu)的五個(gè)(α_軸,β_軸)和五個(gè)(α_軸,β_軸,θ_αβ)，作為RTCP檢測關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)；

S5、將通過樣條插值，將步驟S4得到的檢測關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)串聯(lián)生成RTCP檢測過程規(guī)劃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對動(dòng)態(tài)誤差的五軸數(shù)控機(jī)床RTCP檢測過程規(guī)劃方法，其特征在于，所述誤差觀測矩陣表達(dá)式為：

其中，N_et為整理后的各軸跟蹤誤差-刀尖點(diǎn)動(dòng)態(tài)誤差傳遞矩陣，(e_X,e_Y,e_Z,e_α,e_β)為各軸跟蹤誤差，(△x,△y,△z)為XYZ各軸跟蹤誤差通過機(jī)床運(yùn)動(dòng)變換后導(dǎo)致的刀尖點(diǎn)動(dòng)態(tài)誤差。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種針對動(dòng)態(tài)誤差的五軸數(shù)控機(jī)床RTCP檢測過程規(guī)劃方法，其特征在于，以誤差觀測矩陣的傳遞過程可觀測度作為優(yōu)化指標(biāo)的具體實(shí)現(xiàn)過程為：

A1、根據(jù)伺服系統(tǒng)的傳遞規(guī)律，將各軸伺服系統(tǒng)跟蹤誤差進(jìn)行泰勒級數(shù)展開：

e_i＝ξ_i·v_i(t)+o(t)，i＝(X,Y,Z,α,β)

其中，v_i(t)為軸運(yùn)動(dòng)速度，ξ_i為e_i泰勒展開后的一階系數(shù)，o(t)為一階以上的高階余項(xiàng)；

A2、將泰勒級數(shù)展開的跟蹤誤差帶入誤差觀測矩陣表達(dá)式，得到：

N_et-v定義為：

A3、當(dāng)RTCP檢測過程需要經(jīng)過多個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)，則誤差傳遞關(guān)系可以變換為：

A4、根據(jù)步驟A3得到的表達(dá)式，定義兩個(gè)誤差觀測矩陣N_et-total和N_et-v-total：

A5、對步驟A4的兩個(gè)誤差觀測矩陣進(jìn)行奇異值分解，并求取最小奇異值；

A6、選取兩個(gè)誤差觀測矩陣的最小奇異值作為接下來RTCP檢測規(guī)劃過程中的優(yōu)化指標(biāo)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種針對動(dòng)態(tài)誤差的五軸數(shù)控機(jī)床RTCP檢測過程規(guī)劃方法，其特征在于，步驟S4采用改進(jìn)的遺傳算法，具體的在傳統(tǒng)的遺傳算法中加入基因入侵的處理步驟。