[发明专利]薄壁件切削界面加工误差补偿建模与补偿系数学习控制方法

说明书

本发明公开了一种薄壁件切削界面加工误差补偿建模与补偿系数学习控制方法，用于解决现有薄壁件加工误差补偿方法实用性差的技术问题。技术方案是以测量数据为基础，在计算当次加工误差后，修正下次加工时的切削参数。在补偿计算时采用了计算简便的初始点弦割法，以此控制每次加工时的补偿系数。待加工误差稳定时，后续工件即可采用相同的切削参数，完成加工，实用性好。由于采用了基于初始点割线法的薄壁件误差补偿模型，补偿系数计算简单，收敛状态稳定，1次补偿后，误差减小了68.3％，2次补偿后，误差减小了83.4％，后续工件误差稳定在0.0061mm，简化了补偿模型，提高了加工精度。

技术领域

本发明涉及一种薄壁件加工误差补偿方法，特别涉及一种薄壁件切削界面加工误差补偿建模与补偿系数学习控制方法。

背景技术

文献1“申请号是201610810762.7的中国发明专利”公开了一种介观尺度弹性薄壁件变形在线预测及补偿方法，该方法系统的介绍了加工误差补偿的实现方法与步骤，为实施误差补偿提供了完善了参考。然而，该方法并未涉及变形补偿原理的本质，补偿过程依靠镜像法，单次应用效果不佳。

文献2“申请号是201611251817.1的中国发明专利”公开了一种基于学习算法的航空发动机薄壁叶片加工误差补偿方法，该方法详细介绍了薄壁件误差补偿原理，将切削过程在初始名义切深处泰勒展开，构建了带学习项的迭代补偿式。该方法虽然提出了补偿的本质，但是学习项的引入使得迭代控制过程过于复杂，不利于实际的使用。

发明内容

为了克服现有薄壁件加工误差补偿方法实用性差的不足，本发明提供一种薄壁件切削界面加工误差补偿建模与补偿系数学习控制方法。该方法以测量数据为基础，在计算当次加工误差后，修正下次加工时的切削参数。在补偿计算时采用了计算简便的初始点弦割法，以此控制每次加工时的补偿系数。待加工误差稳定时，后续工件即可采用相同的切削参数，完成加工，实用性好。由于采用了基于初始点割线法的薄壁件误差补偿模型，补偿系数计算简单，收敛状态稳定，1次补偿后，误差减小了68.3％，2次补偿后，误差减小了83.4％，后续工件误差稳定在0.0061mm，简化了补偿模型，提高了加工精度。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种薄壁件切削界面加工误差补偿建模与补偿系数学习控制方法，其特点是包括以下步骤：

步骤1.对于同一批工件的多件单工步加工，将所有工件编号，表示为

w∈{w_k|k∈{0,1,2,…}},

其中，w为工件，w_k表示为第k个工件。

步骤2.将初始编号工件作为补偿试验件，表示为

w∈{w_k|k∈{0,1,…,n}},

其中，当k＝0时表示未补偿加工件，n表示满足精度要求时的工件编号。

在加工w_k工件时，名义切削深度x由迭代误差补偿通用公式计算，

其中，H为初始加工余量，e为加工误差，ρ表示依据具体控制方法进行调整的补偿系数，k为补偿加工次数，与工件编号对应，当k＝0时表示未补偿加工。

步骤2.1采用初始点割线法求解误差补偿通用模型。计算工件加工时的回弹系数λ，表示为变形量与名义切深的商，

其中，ε表示为

其中，z_i表示为第i次加工时名义切深相对于第i-1次加工时名义切深的增量。

步骤2.2计算第k次补偿加工后，第k+1次名义切深相对增量及误差补偿模型的迭代式。回弹系数为