[發明專利]一種無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法

有效

• 申請號: 202210221666.4
• 申請日: 2022-03-09
• 公開（公告）號: CN114609968B
• 公開（公告）日: 2023-08-08
• 發明（設計）人: 丁爽;宋占群;陳志煒;張嘯
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 南京禹為知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32272
• 代理人: 王曉東;趙荔

本發明公開了一種無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法，包括以下步驟，建立機床各運動部件綜合運動變換矩陣模塊；建立機床各運動部件無誤差高階項的綜合運動變換矩陣模塊；建立無誤差高階項的數控機床幾何誤差模型；使用本發明能提高計算效率。

技術領域

本發明涉及機床幾何誤差計算技術領域，特別是一種無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法。

背景技術

機床誤差建模是機床精度設計與誤差補償的重要前提。目前，多體系統理論與齊次坐標變換相結合的誤差建模方法在機床的誤差建模領域已得到了廣泛的應用，但由于機床幾何誤差項數多，在誤差建模過程中隨著矩陣的疊加相乘，會隨之出現大量的誤差高階項。已有的研究成果表明，這些誤差高階項對機床加工精度的影響較小，所以通常需要近似忽略并手動剔除，不僅效率低，還極易造成表達式的錯刪與漏刪。

發明內容

本部分的目的在于概述本發明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發明的范圍。

鑒于上述和/或現有的對機床誤差計算中存在的問題，提出了本發明。

因此，本發明的目的是提供一種無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法，使用本發明能實現機床幾何誤差的快速建模，提高計算效率。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：一種無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法，其包括以下步驟，

建立機床各運動部件綜合運動變換矩陣模塊；

建立機床各運動部件無誤差高階項的綜合運動變換矩陣模塊；

建立無誤差高階項的數控機床幾何誤差模型。

作為本發明所述無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法的一種優選方案，其中：所述機床各運動部件綜合運動變換矩陣模塊包括位姿變換矩陣、位姿誤差變換矩陣、運動變換矩陣以及運動誤差變換矩陣。

作為本發明所述無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法的一種優選方案，其中：所述機床各運動部件綜合運動變換矩陣模塊為，

其中，i和j表示機床中發生相對運動的兩個部件，為剛體j相對于剛體i的綜合運動變換矩陣模塊，P_i^j表示剛體j相對于剛體i的位姿變換矩陣，表示剛體j相對于剛體i的位姿誤差變換矩陣，表示剛體j相對于剛體i的運動變換矩陣，表示剛體j相對于剛體i的運動誤差變換矩陣。

作為本發明所述無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法的一種優選方案，其中：機床單一部件無誤差高階項的綜合運動變換矩陣模塊為，

其中，為剛體j相對于剛體i的無誤差高階項的綜合運動變換矩陣模塊。

作為本發明所述無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法的一種優選方案，其中：兩個相鄰矩陣模塊和相乘后無誤差高階項的綜合運動變換矩陣表示為，

機床相鄰剛體i和j間無誤差高階項的綜合運動變換矩陣求逆公式為，

其中，I為4階單位矩陣。

作為本發明所述無誤差高階項的數控機床幾何誤差簡便建模方法的一種優選方案，其中：根據公式(2)、(3)和(4)，無誤差高階項的數控機床幾何誤差模型為，