[发明专利]一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法

权利要求书

1.一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)先建立机床大数据云端数据库，所述的云端数据库数据包括：待加工零件数控代码,简称零件代码；待加工零件数控代码经数控系统插补生成的位移指令，简称零件位移指令；数控机床伺服进给系统辨识用激励数控代码，简称激励代码；数控机床伺服进给系统辨识用激励数控代码经数控系统插补生成的位移指令，简称激励位移指令；数控机床伺服进给系统辨识过程中经伺服系统生成的执行器末端(刀尖或工作台)的位移输出，简称执行器末端位移；数控机床伺服进给系统辨识过程中经伺服系统生成的光栅反馈位移，简称光栅反馈位移；数控机床伺服进给系统辨识过程中经伺服系统生成的编码器反馈速度，简称编码器反馈速度；采样频率；数控机床编号；数控机床型号；数控机床轴号和日期；

步骤2)建立数控机床联动轨迹仿真模型，读取云端数据库中激励位移指令、和执行器末端位移/光栅反馈位移/编码器反馈速度，并利用此数据建立数控机床各轴传递函数，各轴传递函数共同组成数控机床联动轨迹仿真模型；然后将零件位移指令输入各轴传递函数，输出为数控机床各轴实际位移；

步骤3)建立联动轨迹轮廓精度预测模型，将数控机床各轴实际位移合成实际联动轨迹，将零件位移指令合成指令联动轨迹，计算实际联动轨迹与指令联动轨迹的法向轮廓误差，进行联动轨迹精度预测。

2.根据权利要求1所述的一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法，其特征在于，所述的步骤1)中激励位移指令获取方法如下：使用M序列及随机数序列生成激励指令，并将激励指令生成激励代码序列，将激励代码序列输入数控系统，经数控系统插补后得到激励位移指令。

3.根据权利要求1所述的一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法，其特征在于，所述的步骤2)中数控机床各轴激励位移指令和执行器末端位移/光栅反馈位移/编码器反馈速度之间的输入输出关系式由(1)式所示离散传递函数表示：

式中，y_o(z^-1)为执行器末端位移/光栅反馈位移/编码器反馈速度值；y_i(z^-1)为激励位移指令值；c_i和d_j分别为离散传递函数分子及分母的系数，N_z和M_z分别为离散传递函数分子及分母阶数，其中c_i、d_j、N_z、M_z通过辨识来获取。

4.根据权利要求3所述的一种基于数控机床大数据的联动轨迹轮廓精度预测方法，其特征在于，所述的离散传递函数分子系数c_i及分母系数d_j的辨识方法为最小二乘法；离散传递函数分子阶数N_z及分母阶数M_z的辨识方法为搜索法，具体为：设置阶数值定义域，在该定义域内辨识不同阶数的离散传递函数，选择估计误差最小的阶数值作为阶数参数辨识结果。