[发明专利]基于分步体对角线测量法的空间误差补偿方法

权利要求书

1.一种基于分步体对角线测量法的空间误差补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)测量空间对角线的运动误差，得到PPP、NPP、PNP和NNP四个测量文件，其中P表示正向运动，N表示负向运动；

(2)建立基于分布体对角线测量法的误差模型；

(3)求解所述基于分布体对角线测量法的误差模型，得到测量初始点和中间点的误差值；

(4)对所述测量初始点和中间点的误差值进行均化处理，得到修正后的误差值；

(5)对所述修正后的误差值建立综合误差补偿模型，得到X、Y、Z方向的综合误差补偿值；

(6)将所述X、Y、Z方向的综合误差补偿值加载到数控系统中，实现基于分步体对角线测量法的空间误差补偿；

其中，步骤(4)中所述对所述测量初始点和中间点的误差值进行均化处理的方法如下：

将每个测量点的误差值看成两部分：一部分是根据误差模型得到的基本误差值，另一部分是用于均化处理的叠加误差值，包含n-1个，即每个测量点的误差为：基本误差+n-1个叠加误差；所述叠加误差的计算方法为：将每个测量点的误差值E均分为n份，n为测量点数，对其它测量点的误差影响值为：E_i×(n-i)/n，i表示为第i个测量点，E_i表示第i个测量点的基本误差值。

2.如权利要求1所述的空间误差补偿方法，其特征在于：所述基于分布体对角线测量法的误差模型的建立过程如下：

分别建立X、Y、Z轴运动在PPP体对角线上的误差模型

其中E_k(j)表示j轴运动在k方向上产生的误差，表示k方向上的误差在体对角线上的单位方向矢量，Dx，Dy和Dz表示每步的进给量，

分别建立X、Y、Z轴运动在NPP体对角线上的误差模型，

由于NPP表示从X轴的负向运动到正向，因此X轴运动引起的误差E_x(x)_npp、E_y(x)_npp、E_z(x)_npp与E_x(x)_ppp、E_y(x)_ppp、E_z(x)_ppp正好相反，即：

因此，X、Y、Z轴在x、y、z方向分步运动后在体对角线NPP上产生的误差分别为：

同理，分别建立X、Y、Z轴运动在PNP体对角线上的误差模型

分别建立X、Y、Z轴运动在NNP体对角线上的误差模型

3.如权利要求1所述的空间误差补偿方法，其特征在于：所述综合误差补偿模型建立过程如下：

当数控机床运动到P_i(x_i,y_i,z_i)点时，根据点P_i的坐标值查到运动轴运动到x_i，y_i，z_i点时对应的9项误差E_x(x_i)、E_y(x_i)、E_z(x_i)、E_x(y_i)、E_y(y_i)、E_z(y_i)、E_x(z_i)、E_y(z_i)、E_z(z_i)，则三个轴的综合误差补偿模型分别为：

x轴：E_x(x_i)+E_x(y_i)+E_x(z_i)，

y轴：E_y(x_i)+E_y(y_i)+E_y(z_i)，

z轴：E_z(x_i)+E_z(y_i)+E_z(z_i)；

如果找不到与编程坐标相对应的补偿值，则采用线性插值的方法，即找到与编程点(x,y,z)相近的两个补偿点(x_i,y_i,z_i)和(x_i+1,y_i+1,z_i+1)对应的9项误差值，其中x_i<x<x_i+1，y_i<y<y_i+1，z_i<z<z_i+1，补偿值为

同理可求出其它八项补偿值；

当运动轴反向运动，综合误差补偿值中的定位误差E_x(x)、E_y(y)、E_z(z)还需要加上反向间隙误差，即E_x(x_i)'＝E_x(x_i)+R_i。