[发明专利]面向圆柱凸轮加工的三轴联动轮廓误差补偿控制方法

权利要求书

1.一种面向圆柱凸轮加工的三轴联动轮廓误差补偿控制方法，针对A轴、X轴、Y轴联动，在插补加工过程中进行轮廓误差计算和轮廓误差补偿，其特征在于包括以下步骤：1)在对圆柱凸轮轮廓线刀具轨迹插补加工的每个采样周期，一方面，在机床坐标系下，经A轴、X轴、Y轴各自的位置传感器检测当前各轴工作台实际位置，得到实际刀位点R(R_A，R_x，R_y)坐标，计算得到A轴、X轴、Y轴的跟随误差，分别记为E_A、E_x、E_y；另一方面，将机床坐标系下实际刀位点R(R_A，R_x，R_y)转化到空间直角坐标系Oxyz下，得到对应的实际刀位点R′(R_x′，R_y′，R_z′)坐标，其中R_x′＝R_x，R_y′＝R_y，R_z′＝R_y·tgR_A；2)在空间直角坐标系Oxyz下，找到圆柱凸轮轮廓线刀具轨迹上距当前实际刀位点R′(R_x′，R_y′，R_z′)最近的两个插补点P_a、P_b，将实际刀位点R′到插补点P_a、P_b连线P_aP_b之距离近似为轮廓误差ε′，将轮廓误差ε′沿X轴、Y轴、Z轴分解得到ε_x′、ε_y′、ε_z′；3)将空间直角坐标系Oxyz下轮廓误差ε′(ε_x′，ε_y′，ε_z′)转化到机床坐标系下，得到A轴、X轴、Y轴对应的轮廓误差ε(ε_A，ε_x，ε_y)，分别为ε_x＝ε_x′，ε_y＝ε_y′；4)借用A轴、X轴、Y轴进给系统各自跟随误差PID位置控制器中的比例系数K_pA、K_px、K_py，来计算沿A轴、X轴、Y轴的轮廓误差补偿量，C_εA＝ε_A·K_pA，C_εx＝ε_x·K_px·w，C_εy＝ε_y·K_py·w，其中w为引入的比例缩放因子，用来控制轮廓误差补偿程度强弱，在0.9～1.1之间取值；然后将轮廓误差补偿量C_εA、C_εx、C_εy分别叠加到A轴、X轴、Y轴对跟随误差的位置控制量中，并将叠加结果输出到A轴、X轴、Y轴的伺服执行机构进行轮廓误差补偿控制。