[发明专利]五轴联动数控机床动态精度检测方法、系统及储存介质

说明书

本发明涉及一种五轴联动数控机床动态精度检测方法、系统及储存介质，其包括：获取选择的五轴联动数控机床动态精度检测试件的数控加工代码；获取数控机床空载运行时五个伺服轴实时位置的离散数据；生成刀具相对于试件的实时位置和姿态；根据实时位置和姿态，进行虚拟加工，得到虚拟加工试件模型；将虚拟加工试件模型和试件理论模型进行对比，得到虚拟加工的轮廓误差；根据轮廓误差，得到五轴联动数控机床的动态精度。本发明不需要其他检测工具，简单易行，不依赖于机床准确模型，不受机床几何误差影响，不受刀具和工件变形误差影响，节省刀具和试件材料，减少了加工试件三坐标检测环节，避免了检测误差对动态精度检测影响，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种五轴联动数控机床技术领域，特别是关于一种五轴联动数控机床动态精度检测方法、系统及储存介质。

背景技术

随着加工速度和加工精度要求的日益提高，动态精度已成为影响五轴联动数控机床加工性能的重要指标，五轴联动数控机床动态精度检测对于机床出厂检测、日常维护和机床优化设计等具有非常重要意义。

五轴联动数控机床动态精度检测分为基于仪器的检测方法和基于试件的检测方法。

基于仪器的检测方法以球杆仪、R-Test检测设备和RTCP检测方法为代表，如：CN201911181489.6用5个位移传感器检测检棒上两个球，从而检测刀轴位置和矢量；CN201911064213.X用球杆仪检测动态精度；CN201120185412.9通过三个千分表检测检棒上球的位置。该方法检测范围小，只能检测两轴或三轴间动态精度。

基于试件的检测方法以基于NAS979试件和“S”形试件为代表，如CN201610407659.8，基于“S”形检验试件的五轴联动数控机床动态误差检验方法；CN200710048269.7公开了综合检测数控铣床精度的“S”形检测试件及其检测方法。该方法能反映切削状态下五轴机床的动态精度情况，但存在几何误差、变形误差、装夹误差和测量误差等因素，影响五轴机床动态精度检测结果，且该方法检测过程复杂、成本高、难度大。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种五轴联动数控机床动态精度检测方法、系统及储存介质，其不依赖于机床准确模型，减少了加工试件三坐标检测环节，避免了检测误差对动态精度检测影响。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种五轴联动数控机床动态精度检测方法，其包括步骤：获取选择的五轴联动数控机床动态精度检测试件的数控加工代码；获取数控机床空载运行时五个伺服轴实时位置的离散数据；生成刀具相对于试件的实时位置和姿态；根据实时位置和姿态，进行虚拟加工，得到虚拟加工试件模型；将虚拟加工试件模型和试件理论模型进行对比，得到虚拟加工的轮廓误差；根据轮廓误差，得到五轴联动数控机床的动态精度。

进一步，所述数控加工代码的获取方法为：首先选择五轴联动数控机床动态精度检测试件，根据该试件理论三维模型进行数控编程，得到试件加工刀位文件；然后根据数控机床模型，经后置处理，得到试件加工的数控加工代码。

进一步，所述离散数据的获取方法为：将试件安装在工作台上，在不安装刀具的情况下，利用数控加工代码，驱动数控机床空载运行，获取数控机床五个伺服轴实时位置反馈的离散数据。

进一步，所述刀具相对于试件的实时位置和姿态的生成方法包括以下步骤：

S31、在某一具体时刻，根据数控机床和刀具的几何模型，分别计算得到刀具相对于数控机床坐标系的刀尖点位置和刀具轴线矢量，以及工作台上试件相对于数控机床坐标系的位置和姿态矢量；

S32、计算得到刀具相对于数控机床坐标系的坐标变换矩阵M₁，以及工作台上试件相对于数控机床坐标系的坐标变换矩阵M₂；

S33、根据得到刀具相对于工作台上试件的坐标变换矩阵M，用于表征该时刻刀具相对于试件的实时位置和姿态。