[发明专利]基于空间定位误差模型的真空腔体密封件CNC加工方法

权利要求书

1.基于空间定位误差模型的真空腔体密封件CNC加工方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

S1、基于多体系统理论构建工件的空间定位误差模型；所述基于多体系统理论构建工件的空间定位误差模型，包括以下步骤：

S11、将加工中心的机械系统抽象为多体系统；

S12、构建拓扑图与低序体阵列描述体与体之间的关联关系；

S13、针对每个体建立固定在体上的子坐标系，通过子坐标系之间的位姿关系描述体与体之间的位姿；

S14、利用4x4阶D-H矩阵实现空间中的点在各个子坐标系之间的坐标变换；

S15、根据相邻两个体的特征矩阵构建两者之间的实际位姿矩阵；

S16、构建任意两个体的位姿矩阵；

S16、构建加工中心中加工刀具尖端中心点在加工刀具体子坐标系中的理想坐标阵列及实际坐标矩阵；

S17、利用加工刀具尖端中心点的理想坐标与实际坐标的差值，构建加工中心的空间误差模型；所述空间误差模型的表达式为：

其中，e表示空间误差模型；

P_wS表示加工刀具尖端中心点P在S坐标系中的理想坐标列阵；

P′_wS表示加工刀具尖端中心点P在S坐标系中的实际坐标列阵，且

表示J坐标特征矩阵；

T_SJ表示S坐标系与J坐标系的位姿矩阵；

P_tJ表示加工刀具尖端中心点P在J坐标系中的理想坐标列阵；

L表示位移量；

n表示子坐标系数量；

S2、通过激光干涉仪对旋转轴几何误差进行辨识，形成误差数据库；

S3、对空间定位误差进行分解；

S4、结合数控系统垂度误差补偿功能，构建空间定位误差的补偿数据模型；

S5、基于二代非支配排序遗传算法对修正系数进行补偿质量控制，实现所述修正系数的优化；其包括以下步骤：

S51、设置算法参数和修正系数变化范围；

S52、对加工中心控制器进行编码，初始化多个满足约束的控制器防止方案，构成种群；

S53、根据预设的数据模型与目标函数计算每个个体对应的平均加工刀具至控制器时延、最大控制器之间时延、平均控制路径故障比例以及平均加工刀具拥有从控制器数量；

S54、对当前种群进行非支配解排序，并分别计算每个层中个体的拥挤距离；

S55、对种群进行选择、交叉和变异操作，生成子代种群；

S56、根据精英保留策略，合并父代种群和子代种群，得到下一代种群；

S57、若迭代次数达到最大迭代次数，则终止迭代，输出最优修正系数；

S6、启动测距仪计算加工刀具与工件间距离，结合优化后的修正系数输出工件当前位置信号；

S7、控制器控制夹具滑动至指定位置，利用加工刀具对工件进行精准加工；

S8、按预设周期检测旋转轴联动轨迹，并设定联动轨迹定位误差阈值，检测工件加工精度；

S9、定期更新几何误差修正数据至误差数据库。

2.根据权利要求1所述的基于空间定位误差模型的真空腔体密封件CNC加工方法，其特征在于，所述通过激光干涉仪对旋转轴几何误差进行辨识，形成误差数据库，包括以下步骤：

S21、将双频激光干涉仪安装在需测量的机床坐标轴线方向；

S22、调整激光头，使测量轴线与机床位移轴线重合或平行，将光路预调准直；

S23、待激光预热后输入测量参数并按预设的测量程序运动机床进行测量；

S24、采用九线法对数控机床工作区间进行几何误差的识别；

S25、综合各项几何误差数据，构建误差数据库。