[发明专利]一种空间曲线一次插补缓变误差补偿方法

摘要

本发明公开了一种空间曲线一次插补缓变误差补偿的方法，该方法包括如下步骤将空间曲线根据算法条件进行分段采样，分段采样点即为误差补偿点；通过多点在线测量，建立误差补偿表；对理论一次插补数据进行补偿；用补偿过的一次插补数据代替原始一次插补数据。本发明通过在线软实时补偿，解决了静态补偿动态性差的问题以及实时补偿成本较高、技术难度大的问题，较好地对空间曲线插补中的缓变误差进行了补偿。

主权项

一种空间曲线一次插补缓变误差补偿方法，其特征在于包含以下步骤：步骤1：以补偿更新周期TCMPS为周期对一次插补数据进行读取，并对一次插补数据进行分段采样，分段采样的要求是，各分段采样点之间的距离在X、Y、Z三坐标轴上的分量不超过定值L，分段采样点即误差补偿计算点；步骤2：根据步骤1中对一次插补数据的分段，通过多点温度值在线测量和误差评估模型获得采样分段点处的误差值，进而在三个轴上分别建立缓变误差的正反向补偿表；步骤3：对机床内部的一次插补数据在各轴上进行补偿，根据不同的加工方向使用对应的补偿表；步骤4：用进行补偿过的一次插补数据代替缓冲区中的插补数据；步骤5：返回步骤2，更新误差表；所述方法步骤2建立缓变误差的正反向补偿表的步骤是：步骤2.1：在步骤1中计算出的分段采样点上，使用激光干涉仪测量几何及热相关误差，同时测量该点温度，步骤2.2：采用齐次坐标变换理论结合刀具与工件联结链矢量建立包含几何及热相关的误差综合补偿模型，获得X、Y、Z轴上相应的补偿量ex，ey，ez；步骤2.3：结合所有分段采样上的补偿量，即可建立补偿表；步骤2.4：由于一些机床驱动部件具有反向死区，各机械传动副具有反向误差，数控加工中必须对反向间隙进行补偿，因此，对不同加工方向独立建模，建立正反两方向的补偿表，补偿时采用正反向独立的补偿表进行双向补偿；所述步骤3对机床内部一次插补数据在各轴上进行补偿的步骤是：步骤3.1：读取第j个插补点数据，获得其X、Y、Z方向坐标值；步骤3.2：根据当前插补点数据和(j‑1)点数据，判断使用正向或反向补偿表，具体判断方式为：χtarget(j)表示在j点的位移，当前点位移大于下一点位移时，使用反向误差表，否则使用正向误差表；步骤3.3：确定当前点在补偿表中的区间位置，即从表中找到两个连续的补偿点，使该插补点位于两补偿点之间：βi≤χtarget＜βi+1  (2)βi、βi+1指补偿表中的补偿点；步骤3.4：根据理论位置与实际位置的对应关系，采用线性插值的方式获得指令点的位移χtarget(j)对应的输出值χCMPS.(j)，各轴补偿计算表示为：xCMPS.(j)=xtarget(j)-x′(i)x′(i+1)-x′(i)(x(i+1)-x(i))+x(i)yCMPS.(j)=ytarget(j)-y′(i)y′(i+1)-y′(i)(y(i+1)-y(i))+y(i)zCMPS.(j)=ztarget(j)-z′(i)z′(i+1)-z′(i)(z(i+1)-z(i))+z(i)---(3).]]>。