[发明专利]基于修改NC程序的数控机床综合误差三阶优化补偿方法

权利要求书

1.基于修改NC程序的数控机床综合误差三阶优化补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：

根据多体系统运动学理论和机床的拓扑结构，建立多轴数控机床位姿误差预测模型；

基于欲加工工件的NC程序，读取进给轴运动的起始点和终止点，计算起始点与终止点之间的距离，若所述距离产生的误差大于设定的误差阈值，则结合所述距离产生的误差进行误差三阶优化补偿并修改所述NC程序；

将修改后的NC程序导入多轴数控机床伺服控制系统，进行实际铣削加工；

进行三阶优化补偿的具体方法如下：

分段细化：将进给轴或主轴起始点位设为N₁(X₁,Y₁,Z₁)，终止点位设为N_n(X_n,Y_n,Z_n)，按优先数系增长量将起始点至终止点的轨迹分为n-1段，其各点位N_i(X_i,Y_i,Z_i)按下式求出：

其中，rt为优先数系的增长系数，t与r为正数，i为取值从1到n的正整数；

分段初次优化：将所述各个点位坐标代入公式

后，将计算得到的代入公式

深度优化：将计算得到的N_i'(X_i',Y_i',Z_i')代入公式1)和2)，在约束条件|N_i”(X_i”,Y_i”,Z_i”)-N_i'(X_i',Y_i',Z_i')|≤ε₁下进行迭代计算实现深度优化，其中，ε₁表示误差阈值，表示经计算后的点N_i,p(x_i,y_i,z_i)的实际位置，N_i,p(x_i,y_i,z_i)^T是N_i,p(x_i,y_i,z_i)的列向量，是的列向量，代表多轴联动数控机床的位姿误差预测模型，N_i-1,p(x_i-1,y_i-1,z_i-1)^T是点位N_i-1,p(x_i-1,y_i-1,z_i-1)的列向量，N_i'(X_i',Y_i',Z_i')代表分段优化后的点位，N_i”(X_i”,Y_i”,Z_i”)代表深度优化后的点位。

2.如权利要求1所述的基于修改NC程序的数控机床综合误差三阶优化补偿方法，其特征在于，对于直线插补数控指令G01，进行三阶优化补偿后，将所述各个点位的方向与所读取的NC程序中该段直线的方向进行比较，具体方法如下：

比较和的大小，

当a最小时，X_i”为保留基准，

得到新的点位坐标N_i”(X_i”,Y_i”,Z_i”)，

当b最小时，Y_i”为保留基准，

得到新的点位坐标N_i”(X_i”,Y_i”,Z_i”)，

当c最小时，Z_i”为保留基准，

得到新的点位坐标N_i”(X_i”,Y_i”,Z_i”)。