[发明专利]回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法

权利要求书

1.回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)根据回转摆头型五轴机床的配置轴信息，确定出机床的两条拓扑运动链；

(2)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感线性PDGEs；

(3)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感线性PDGEs；

(4)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床平动轴的敏感转角PDGEs；

(5)根据拓扑运动链建立机床结构和敏感几何误差间的映射表达式，计算机床旋转轴的敏感转角PDGEs；

其中，定义机床各轴的敏感PDGEs求解表达式为，

ΔCal(parm)(Axis)为机床结构与敏感PDGEs的映射表达式，计算结果为机床的几何误差，在ΔCal(parm)(Axis)中，Axis∈(X，Y，Z，A，B，C)，parm∈(Dir,Axis,Toolvector)，其中Toolvector表示刀具的刀轴矢量方向；当计算敏感线性PDGEs时，Cal(parm)∈(x,y,z)，当计算转角敏感PDGEs时，Cal(parm)∈(α,β,γ)，α、β、γ分别表示绕X轴、Y轴、Z轴的转角误差，刀轴矢量方向为z向；上标Typ_k表示计算的敏感PDGEs的类型，Dir表示误差的识别方向，机床空间位置误差的识别方向分别为沿X轴、Y轴和Z轴的x、y、z方向，X轴、Y轴和Z轴分别为机床坐标系中与x方向平行的平动轴、与y方向平行的平动轴和与z方向平行的平动轴；Axis表示需要进行敏感PDGEs辨识的运动轴，Axis∈(X,Y,Z,A,B,C)；A轴、B轴和C轴分别为机床坐标系下的旋转轴，A轴的轴线方向与x方向平行，B轴的轴线方向与y方向平行，C轴的轴线方向与z方向平行，Cal为映射表达式的运算法则，通过Cal计算参数parm可得到误差的类型和方向，Δ记为误差的增量符号,表示需要辨识的运动轴Axis在误差辨识方向Dir且在Typ_k类型下的敏感PDGEs(Typ_k)，根据需要辨识的敏感PDGEs类型，Typ_k可分为以下四类：Typ₁表示平动轴的敏感线性PDGEs，平动轴为X、Y、Z轴；Typ₂表示旋转轴的敏感线性PDGEs，旋转轴为A、B、C轴；Typ₃表示平动轴的敏感转角PDGEs，Typ₄表示旋转轴的敏感转角PDGEs，分x、y、z三个方向进行敏感PDGEs的辨识，Dir∈(x,y,z)，当k＝1或3时，Axis∈(X,Y,Z)；当k＝2或4时，Axis∈(A,B,C)；PDGEs为机床与位置相关的几何误差。

2.根据权利要求1所述的回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，其特征在于，通过步骤(2)中的计算方法，识别平动轴的敏感线性PDGEs：

其中，Dir∈(x,y,z)，Axis∈(X,Y,Z)，表示X轴、Y或Z轴在x方向、y或z方向的敏感线性PDGEs，ΔCal(Dir)(Axis)为Axis在Dir方向上的线性PDGE。

3.根据权利要求1所述的回转摆头型五轴可重构机床敏感几何误差高效计算方法，其特征在于，通过步骤(3)中的计算方法，识别旋转轴的敏感线性PDGEs：

其中，Dir∈(x,y,z)，Axis∈(X,Y,Z)，表示A轴、B或C轴在x方向、y或z方向的敏感线性PDGEs，Cal(Dir)为误差的辨识方向；Cal(Axis)为Axis的轴线方向；ΔCal(Axis)(Axis)为Axis在Axis轴线方向上的线性PDGEs，为Axis在除了Axis轴线方向外其它两个方向上的线性PDGEs。