[发明专利]一种加工综合误差建模方法

说明书

本发明公开了一种加工综合误差建模方法，包括如下步骤：S1、位移误差归类，将位移误差进行归类以便分别计算；S2、位移误差测量，通过分布在各个位置的位置传感器测得各个位置的位置数值；S3、位移常量误差计算，通过步骤S2测量的数值计算获得位移常量误差；S4、位移变量误差计算，通过对变量误差进行建模分析计算获得位移变量误差；S5、将位移常量误差和位移变量误差相加获得位移综合误差。本发明首先将以上误差进行归类，并对不同类的误差分别独立计算，再将去整合获得机床的综合误差，可根据该综合误差进行相应补偿，以提高工件的加工精度。

技术领域

本发明涉及一种机床加工的数据监测，特别是涉及一种加工综合误差建模方法。

背景技术

目前，高速切削加工能够提高加工效率，工件表面质量，控制刀具与工件的相对方位能够进一步提高切削效率。高速数控机床加工零件的过程中分别造成以下误差：1.建立三维模型，获得零件加工的加工路径，即工件与刀具的相对运动路径，在这个过程中，一个复杂的曲面被插值和离散，造成了刀具路径与工件三维模型之间的差异；2.机床控制系统需要将刀具与工件相对运动的路径转化为数控机床的控制命令，这个步骤会造成刀具路径与控制命令之间的近似误差；3.刀具在机床系统的控制下，在联合坐标系下运动加工工件的过程中，由于机床相邻轴间传递运动带来了运动链传递，造成了刀具的位置与方位误差；4.机床的结构在运动和运动传递误差的干扰下，造成了机床在准静态过程中的准静态误差，并且机床温度的变化及不均匀也造成机床的热误差；5.在高速切削过程中，由于机床工作台及工件的相对快速运动，其加速度也非常大，造成了机床结构的较大振动，进一步引起了刀具的位置和方为误差，并且加工过程中的切削力造成了刀具变形，造成了加工工件的误差。在加工难加工材料中，以上误差对工件的加工精度影响非常大。识别以上误差以便对其进行补偿，对提高工件的加工精度至关重要。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。为此，本发明提出一种准确识别误差加工综合误差建模方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加工综合误差建模方法，S1、位移误差归类，将位移误差进行归类以便分别计算；S2、位移误差测量，通过分布在各个位置的位置传感器测得各个位置的位置数值；S3、位移常量误差计算，通过步骤S2测量的数值计算获得位移常量误差；S4、位移变量误差计算，通过对变量误差进行建模分析计算获得位移变量误差；S5、将位移常量误差和位移变量误差相加获得位移综合误差。

进一步，还包括如下步骤：S6、按照步骤S1到S5的步骤，通过角度传感器，获得角度综合误差；S7、将位移综合误差和角度综合误差结合获得机床的角度位移综合误差。

进一步，步骤S1中位移误差归类为轮廓误差ξ₁、准静态误差ξ₂、热误差ξ₃、动态误差ξ₄、静态误差ξ₅、控制误差ξ₆、数字误差ξ₇和高频载荷误差ξ₈。

进一步，步骤S2中，测量数据包括：刀具与工件的间实际相对位置δ₁；机床控制系统命令产生的机床运动后工件与刀具的相对运动位置δ₂；预热后，机床缓慢运动无加工载荷下的相对位置δ₃；机床快速运动无加工载荷下工件与刀具的相对位置δ₄；无预热下机床缓慢运动无加工载荷下的相对位置δ₅；机床快速运动无加工载荷下工件与刀具的相对位置δ₆；在预热后，机床慢速运动下加工工件的相对位置δ₇；机床快速运动下加工工件的相对位置δ₈。