[发明专利]一种仿真分析机床空间误差对工件加工精度影响的方法

权利要求书

1.一种仿真分析机床空间误差对工件加工精度影响的方法，其特征在于，通过在虚拟加工环境中输入机床各运动轴的误差曲线，在仿真加工过程中根据机床空间误差分析刀具位置偏差，根据偏差极值对机床工件精度进行预判，具体包括以下步骤：

A．在软件中映射虚拟机床模型，构建虚拟加工环境，并确定工件装夹位置P；

B．输入各运动轴的误差曲线，包括直线度、垂直度；

C．虚拟数控系统解析NC程序，驱动机床模型运动并实时计算刀尖点理论坐标，同时根据输入的各运动轴误差曲线计算出当前各个运动轴的误差值，包括直线度误差、垂直度误差等，综合考虑各个误差计算出运动轴的综合误差，迭加各个运动轴的综合误差，修正当前刀尖点理论坐标得到修正坐标；

D．统计整个仿真加工过程中的修正坐标与理论坐标的偏差极值E；

E．判断偏差极值E是否超出工件精度，若是，则判定为不能满足工件加工精度要求；若否，则判定为可以满足工件加工精度要求。

2.根据权利要求1所述的一种仿真分析机床空间误差对工件加工精度影响的方法，其特征在于，步骤E中机床空间误差不能满足工件加工精度要求的情况，可采用调整工件装夹位置的方法进行优化，具体方法如下：

F1．调整虚拟加工环境中工件的装夹位置至位置P_i，其中i=1，2，3，……，N（N为设定上限）；

F2．虚拟数控系统重新驱动机床模型运动并实时计算刀尖点理论坐标，同时迭加各个运动轴的综合误差，修正当前刀尖点理论坐标得到修正坐标；

F3．统计仿真加工过程中的修正坐标与理论坐标的偏差极值，得到在位置P_i处装夹时的偏差极值E_i；

F4．判断偏差极值E_i是否超出工件精度，若是，则执行步骤F5；若否，则判定为工件装夹位置处于位置P_i时可满足工件加工精度要求；

F5．判断i是否等于N，若是，则判定为该空间误差下不能满足工件加工精度要求；若否，则返回步骤F1，将工件调整至下一位置。

3.根据权利要求1所述的一种仿真分析机床空间误差对工件加工精度影响的方法，其特征在于，步骤E中机床空间误差可以满足工件加工精度要求的情况，可以按照虚拟加工环境中的工件位置设定进行实际加工，也可以在虚拟加工环境中变换工件装夹位置，通过比较工件在不同装夹位置时的偏差极值，选出工件最优装夹位置进行实际加工，具体方法如下：

G1．调整虚拟加工环境中工件的装夹位置至位置P_j，其中j=1，2，3，……，N（N为设定上限）；

G2．虚拟数控系统重新驱动机床模型运动并实时计算刀尖点理论坐标，同时迭加各个运动轴的综合误差，修正当前刀尖点理论坐标得到修正坐标；

G3．统计仿真加工过程中的修正坐标与理论坐标的偏差极值，得到在位置P_j处装夹时的偏差极值E_j；

G4．判断j是否等于N，若是，则执行步骤G5；若否，则返回步骤G1，将工件调整至下一位置；

G5．在所有的偏差极值E_j和偏差极值E中，找出最小的偏差极值，将该偏差极值所对应的位置P_j或P作为工件的实际装夹位置。