[发明专利]数控机床定位误差预测与补偿方法、系统及存储介质

说明书

本发明公开一种数控机床定位误差预测与补偿方法、系统及存储介质，属于数控机床误差补偿技术领域，解决了现有技术中无法体现误差的时变特征，误差补偿精度不高的问题。一种数控机床定位误差预测与补偿方法，包括以下步骤：测量机床移动部件的实际位移值，获取移动部件的实时误差值，得到移动部件的误差预测值；根据移动部件的实时误差值及误差预测值，得到移动部件的相对残差值，形成若干个状态区间，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间；获取未来时刻的最终误差预测值；根据未来时刻的最终误差预测值，根据所述函数关系对移动部件进行误差补偿。本发明所述方法体现了误差的实时变化特征，提高了误差的补偿精度。

技术领域

本发明涉及数控机床误差补偿技术领域，尤其是涉及一种数控机床定位误差预测与补偿方法、系统及计算机可读存储介质。

背景技术

数控机床的进给系统定位精度是影响数控机床加工精度和工作稳定性的重要因素之一，所以数控机床误差补偿技术越发重要；常用的误差补偿方法是对机床在运动过程中进行误差测量，并建立相应的误差补偿表，嵌入到数控系统中在机床运动过程中对采样点进行补偿，该方法虽然能在一定程度上提高机床进给精度，但是没有体现机床误差实时变化的特征，也无法体现误差的波动性，导致误差补偿不高精度的问题，该方法随着时间的推移补偿效果逐渐降低，另外误差测量需要搭建测量平台会提高测量成本并耗费大量时间。

发明内容

本发明的目的在于至少克服上述一种技术不足，提出一种数控机床定位误差预测与补偿方法、系统及存储介质。

一方面，本发明提供了一种数控机床定位误差预测与补偿方法，包括以下步骤：

测量机床移动部件的实际位移值，通过将所述实际位移值与移动部件的理论位移值进行对比，获取移动部件的实时误差值，根据移动部件的实时误差值，得到移动部件的误差预测值；

根据移动部件的实时误差值及误差预测值，得到移动部件的相对残差值，以所述相对残差值的最大值和最小值作为区间最大值和最小值，形成一个相对残差值区间，对所述相对残差值区间进行均分，形成若干个状态区间，根据所述若干个状态区间，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间；

根据移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间及在未来时刻对应的误差预测值，获取未来时刻的最终误差预测值；

根据未来时刻的最终误差预测值，利用正交多项式获取所述最终误差预测值与移动部件位置指令值之间的函数关系，根据所述函数关系对移动部件进行误差补偿。

进一步地，根据移动部件的实时误差值，得到移动部件的误差预测值，具体包括，对移动部件的若干个实时误差值形成的数列进行累加，得到累加后的数列，建立累加后的数列的微分方程，通过所述微分方程得到移动部件的误差预测值。

进一步地，对移动部件的若干个实时误差值形成的数列进行累加，得到累加后的数列，建立累加后的数列的微分方程，具体包括，通过公式

对移动部件的若干个实时误差值形成的数列进行累加，得到累加后的数列x⁽¹⁾(k_i)，建立累加后的数列的微分方程

其中，x⁽⁰⁾(k_i)为移动部件的实时误差值，n_i为实时误差值的个数，为第n_i个误差预测值，为第1个误差预测值，a_g和u_g为待辨识的参数。

进一步地，根据所述若干个状态区间，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间，具体包括，根据所述若干个状态区间建立状态转移矩阵，根据已知实时误差值所在的状态获取该状态对应的状态向量，通过所述状态向量及状态转移矩阵，获取移动部件在未来时刻对应的最佳状态区间。