[发明专利]一种基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法

权利要求书

1.一种基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，其步骤如下：

步骤（1）：进行加工，对加工后的工件尺寸进行在位测量，获取实际加工尺寸数据；

步骤（2）：通过对比期望尺寸数据和实测尺寸数据大小，求解尺寸误差，通过多次加工和误差测量，分析误差，辨识系统阶数；

步骤（3）：根据系统阶数及上个工件加工时产生的尺寸误差，采用迭代学习律计算下一个工件加工前需要施加的误差补偿量；

步骤（4）：在下一个工件加工前用误差补偿量修正工件的数控加工程序，采用修正后的数控加工程序，进行下一个工件的数控加工。

2.如权利要求1所述的基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，所述步骤（1）中，在测量之前，设定不同的期望尺寸，进行多组加工。

3.如权利要求1所述的基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，所述步骤（1）中，对工件加工后的尺寸进行在位测量，获得多组实测尺寸数据。

4.如权利要求1所述的基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，所述步骤（2）中，经公式（a）求解出此组数据的尺寸误差值，分析尺寸误差的变化；多组尺寸误差的变化趋势为非线性非单调，

e＝Dime-D        （a）

式中：e——尺寸误差

Dime——期望尺寸

D——实测尺寸

每个设定的期望尺寸下进行m个工件的加工，得到m个实测尺寸和尺寸误差；m个工件尺寸误差的算术平均值作为平均误差，以此作为系统阶数辨识的参数，如公式（b）所示：

E(e)=1mΣi=1mei---(b)]]>

式中：E(e)——m个工件的平均误差

m——一组实测工件的个数

e_i——第i个工件的尺寸误差。

5.如权利要求1所述的基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，所述步骤（2）中，所述的辨识系统阶数，系统是经工件尺寸自动测量装置构成的闭环系统，所述闭环是包含进给系统、工装和工具系统的工件尺寸的补偿控制环；系统阶数的辨识的过程，如公式（c）所示；最后，辨识出来的系统阶数定义为α，α既是系统阶数又是迭代学习律的阶数；在阶数的辨识过程中采用迭代学习律确定的补偿量，进行工件尺寸的计算，以此完成一次辨识过程；完成辨识的条件是：E(e_N)≤ε，其中E(e_N)是第N次迭代之后一组工件的平均误差，ε是极小的正数；

α_l+1＝α_l+Τ·E(e_l),Τ＞0        （c）

式中：α_l+1——第(l+1)次辨识过程时确定的系统阶数

α_l——第l次辨识过程时确定的系统阶数

E(e_l)——第l次迭代之后一组工件的平均误差

Τ——常系数。

6.如权利要求1所述的基于分数阶的数控加工尺寸误差自动补偿方法，其特征是，所述步骤（3）中，根据工件尺寸精度要求设置误差阈值，尺寸误差超出误差阈值进行误差补偿，误差补偿量的符号与误差的符号相反，采用迭代学习律计算误差补偿量。