[发明专利]新型移动龙门车床中高精度后处理加工误差补偿方法

摘要

本发明涉及新型移动龙门车床中高精度后处理加工误差补偿方法，具体包括如下步骤：步骤一、明确非线性误差产生的机理；步骤二、构建工件加工过程中出现的非线性误差插补轨迹方程；步骤三、对加工过程中产生的非线性误差进行分析和计算，并通过补偿方法缩小产生的误差；步骤四、根据步骤一至步骤三进行分析，直到插入新的刀具点与前后两刀具点误差值小于设定的误差值为止。本发明的新型移动龙门机床后处理误差补偿方法，能够有效地提高工件的加工精度，杜绝以上出现的不足之处，与普通机床中后处理加工系统相比，还能够缩短工件加工时间，提高了工作效率和加工质量，提高了本公司的经济利益。

主权项

1.一种新型移动龙门车床中高精度后处理加工误差补偿方法，其特征是具体包括如下步骤：步骤一、明确非线性误差产生的机理：由于旋转台与刀具的相对转动产生的非线性误差，刀具在工件上精准的位置难以确定，相邻刀尖点间机床采用线性插补方式，其具体线性插补方式如下：假定工件坐标系下的任意程序行处的刀位点坐标为O1(x1,y1,z1)，O2(x2,y2,z2)，并在O1和O2点间，数控系统采用线性插补方式进行了n次插补，将这(n‑1)个刀尖点的坐标值进行插值得到的轨迹Q，而与理想中刀尖点的直线段轨迹L，产生的最大偏差用ξmax来表示，其数学表达式为ξmax＝max|Q‑L|；步骤二、构建工件加工过程中出现的非线性误差插补轨迹方程：假设刀位源文件中相邻两个刀具点用P0、P1来表示,从而得到直线段P0P1，刀尖点从P0运行至P1过程中的存在这样的线性关系：Pt＝P0+t(P1‑P0)其中，Pt表示为在时间段t内，各个时刻处于工作坐标系下的刀具点，P₀、P₁和Pt在工件坐标系下表示为P₁＝(X1,Y1,Z1,A1,C1)T、P₀＝(X0,Y0,Z0,A0,C0)T，并且需要说明的是，(*,#)^T表示为矩阵的转置，即步骤三、对加工过程中产生的非线性误差进行分析和计算，并通过补偿方法缩小产生的误差：采用大量数据并进行分析，利用有限元仿真软件Matlab进行计算，得出最大非线性误差发生在相邻两个刀位点的中间处，即t＝0.5时候，产生最大的非线性误差；步骤四、根据步骤一至步骤三进行分析，得知：Pt＝P0+0.5(P1‑P0)那么，在此时刻下，采用海伦公式，可以得到P0、P1和Pt围成的三角形面积表示为：其中，E＝|p0‑p1|，F＝|p1‑pt|，G＝|p0‑pt|，m＝(E+F+G)/2。因此，得到的最大误差可以表示为：当λmax超过原先设定误差数值时，则在两刀具点P0、P1中间插入一个新的刀具点Pn＝0.5(P0+P1)，插入的新刀具点Pn再次进入机床刀具运动参数处理步骤中，计算Pn机床中各运动轴运动量Pn＝(Xn,Yn,Zn,An,Cn)T，如果新插入的刀具点Pn与前刀具点P0或者后刀具点P1与Pt之间的误差仍然超过设定误差值，则再次在按照上述方法在P0Pn或者PnP1间插入新的刀具点，直到插入新的刀具点与前后两刀具点误差值小于设定的误差值为止。