[发明专利]一种考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化方法及装置

权利要求书

1.一种考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化方法，其特征在于，包括：

S11：测量得到工件的待加工平面的平面误差数据作为参考，通过插值获取平面密集误差数据信息；

S12：引入刀具偏置系数，将工件的待加工平面划分为多个局部区域，以不同刀具偏置系数生成仿真刀路对待加工平面进行补偿，以补偿后的局部区域内误差平方和最小为优化目标，求解获得各个局部区域的满足平面精度要求的较优刀具偏置系数范围；

S13：考虑加工轨迹之间的相互作用，以补偿后的待加工平面整体的误差平方和最小为目标，计算得到各个局部区域的最优刀具偏置系数；

S14：通过坐标变换的方式，将所述S13得到的最优刀具偏置参数与刀具直径信息转换为机床坐标的偏置信息，修正加工的理想轨迹，得到用于补偿的实际补偿轨迹，用于加工时进行实时误差补偿。

2.根据权利要求1所述的考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化方法，其特征在于，所述S11进一步包括：

S111：通过测量设备得到工件的待加工平面的平面误差数据作为参考，所述平面误差数据为测量值与预设标准尺寸之间的差值；

S112：利用基于空间散乱点的插值方式，将平面误差数据密集为预设识别精度的平面密集误差数据信息。

3.根据权利要求1所述的考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化方法，其特征在于，所述S12进一步包括：

S121：设定刀具直径为D，引入刀具偏置系数k，则机床在加工过程中引入偏置坐标D(k0+k)，其中k0为默认固定刀具偏置系数；

S122：将工件的待加工平面划分为多个局部区域，遍历各个局部区域的刀具偏置系数，计算各刀具偏置系数下的刀具轨迹与待补偿的待加工平面的啮合区域；

S123：提取所述S122得到的啮合区域并计算补偿后的待加工平面的误差平方和，以补偿后的局部区域内的误差平方和最小为优化目标，即目标函数为：

其中，r_i表示平面局部区域补偿后的计算值，表示平面局部区域的基准值；

在不同刀具偏置系数k下，如果目标函数越小，说明该目标函数对应的刀具偏置系数越接近于理想值；

S124：根据所述S123的结果获得各个局部区域的满足平面精度要求的较优刀具偏置系数范围。

4.根据权利要求1所述的考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化方法，其特征在于，所述S13进一步包括：

S131：考虑轨迹之间的相互作用，采取对该局部区域的相邻区域加权的方式，修正该局部区域的刀具偏置系数；

S132：遍历各个局部区域的较优偏置系数范围并修正，计算待加工平面整体的误差平方和；

S133：提取所述S132的待加工平面整体的误差平方和最小时的各局部区域最优刀具偏置系数。

5.一种考虑铣刀直径的平面补偿轨迹优化装置，其特征在于，包括：平面密集误差数据信息获得模块、较优刀具偏置系数范围获得模块、最优刀具偏置系数获得模块以及实际补偿轨迹获得模块；其中，

所述平面密集误差数据信息获得模块用于测量得到工件的待加工平面的平面误差数据作为参考，通过插值获取平面密集误差数据信息；

所述较优刀具偏置系数范围获得模块用于引入刀具偏置系数，将工件的待加工平面划分为多个局部区域，以不同刀具偏置系数生成仿真刀路对待加工平面进行补偿，以补偿后的局部区域内误差平方和最小为优化目标，求解获得各个局部区域的满足平面精度要求的较优刀具偏置系数范围；

所述最优刀具偏置系数获得模块用于考虑加工轨迹之间的相互作用，以补偿后的待加工平面整体的误差平方和最小为目标，计算得到各个局部区域的最优刀具偏置系数；

所述实际补偿轨迹获得模块用于通过坐标变换的方式，将所述最优刀具偏置系数获得模块得到的最优刀具偏置参数与刀具直径信息转换为机床坐标的偏置信息，修正加工的理想轨迹，得到用于补偿的实际补偿轨迹，用于加工时进行实时误差补偿。