[发明专利]一种三轴数控机床的轮廓误差估算方法

权利要求书

1.一种三轴数控机床的轮廓误差估算方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)针对待加工对象，规划三轴数控机床刀具的加工路径并获得理想的加工参考轨迹，插补该参考轨迹并存储插补后的各个加工点的三维坐标，所述刀具按照所述参考轨迹加工待加工对象，同时监测该刀具的实际加工轨迹，存储实际加工轨迹上各个加工点的三维坐标；

(b)针对所述刀具当前的实际加工点P_a，在所述参考轨迹中找到与该实际加工点对应的参考点P_r+k，计算该实际加工点与参考点附近的点的距离，距离的最小值对应的点即为在所述参考轨迹上与所述实际加工点最近的参考位置点P_r+k-j；

(c)在所述参考轨迹上与所述最近的参考位置点P_r+k-j相邻的点为P_r+k-j-1和P_r+k-j+1，根据下列不同的情况，分别对所需的轮廓误差进行估算：

(c1)当所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1不在同一条直线上时，

根据所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1构建一个圆，并确定该圆的半径和圆心O₀坐标；将所述实际加工点在所述圆所在平面⊙O₀投影，获取其投影点P′_a；将所述圆心O₀与投影点P′_a的连线，该连线与所述圆上P_r+k-j-1和P_r+k-j+1之间的圆弧相交，交点为该交点与所述实际加工点P_a的距离为待估算的轮廓误差

(c2)当所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1在同一条直线上时，

根据所述P_r+k-j-1、P_r+k-j和P_r+k-j+1构建一条直线，获取所述实际加工点在该条直线上的投影点，该投影点与所述实际加工点P_a之间的距离为待估算的轮廓误差

(c3)当所述参考位置点P_r+k-j为所述参考轨迹上两端的端点时，

该参考位置点P_r+k-j与所述实际加工点P_a之间的距离为待估算的轮廓误差

2.如权利要求1所述的一种三轴数控机床的轮廓误差估算方法，其特征在于，在步骤(b)中，按照下列表达式计算所述最近的参考位置点P_r+k-j，

其中，P_a在式中是实际加工点P_a的坐标，P_r+k+i在式中是所述参考点附近的点P_r+k+i的坐标，i是沿参考轨迹的正方向或反方向上取样点编号，L_i是实际加工点与参考点附近的点的距离。

3.如权利要求1所述的一种三轴数控机床的轮廓误差估算方法，其特征在于，在步骤(c1)中，所述圆的半径按照下列表达式进行，

其中，O₀在式中是所述圆的圆心的坐标，P_r+k-j-1在式中是点P_r+k-j-1的坐标，R是所述圆的半径。

4.如权利要求1所述的一种三轴数控机床的轮廓误差估算方法，其特征在于，在步骤(c1)中，所述轮廓误差按照下列表达式进行，

其中，P′_a在式中是所述投影点的坐标，P_a在式中是实际加工点的坐标，R是圆的半径。