一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，屬于數控系統技術領域。
【背景技術】
[0002]數控機床是數字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數字表示，通過信息載體輸入數控裝置，而模態分析是研究結構動力特性一種近代方法，是系統辨別方法在工程振動領域中的應用，通過模態分析有利于改善機械加工性能。
[0003]工件的加工精度取決于刀具和工件之間的相對運動精度，機床在使用過程中容易產生熱誤差和幾何誤差，從而限制數控機床精度，因此對機床模態參數誤差補償，有利于減少對人工經驗的依賴，促進自動識別模態參數的發展。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對現有技術的缺陷，提供一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，實現對數控機床全生命周期中最重要工作階段的建模參數，進行誤差補償，適用于各種工件，以便提高數控機床精度。
[0005]本發明是通過如下的技術方案予以實現的:
一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，其方法如下:
(1)在數控機床執行工作任務前，確定事前工作任務數據Wl、事前制造資源數據W2和誤差補償數據w3，所述事前工作任務數據wl包括刀具軌跡信息、換刀信息和切削深度信息，所述事前制造資源數據《2包括機床類型及參數、刀具類型及參數、夾具類型及參數和工件材料及參數，所述誤差補償數據《3包括關鍵感溫器數目及測定范圍、模型尺寸和表面點數目、和夾具裝夾位置參數；
(2)在步驟(I)中wl、w2、w3確定的條件下，使數控機床工作，采集數控機床工作過程中的運行傳感數據U、內部電控數據V、外部傳感數據M，所述外部傳感數據M包括η個感溫器的溫度平均變化信號a，i個模具尺寸表面點的位移信號b和s個夾具裝夾位置的位移信號c;
其中ΔΤ3,...ΔΤη}/η,其中AT為溫度變化量；b=Z {[Δθχ, Aey,...ΔθζΙ^?Δθχ, Aey,...Δθζ]2+...[Δθχ, Aey,...Δθζ]1}/i，其中Ae為模具位尺寸表面點的移變化量，X，y…z為軸向坐標；
c=I{[Adx, Ady,...Adzl'+tAdx, Ady,...Adz]2+---[Adx, Ady,...Adz]s}/s，其中Ad為夾具裝夾位置的移變化量，X，y…z為軸向坐標；
建立相應的函數M= ha+jb+kc，其中h，j，k為參數；
(3)將步驟(I)所述前工作任務數據wl、事前制造資源數據w2和誤差補償數據w3作為輸入，將運行傳感數據U、內部電控數據V和外部傳感數據M作為輸出，在賽博空間建立相關的映射關系函數Y{U，V，M}=y{ wl，w2，w3}，以該映射關系作為數控機床工作過程的模型，即可實現對數控機床建模。
[0006]上述一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，其中，所述h=0.6?0.7，j=0.1?0.2，k =0.2?0.3ο
[0007]本發明的有益效果為:
本發明采用采集誤差補償數據《3和外部傳感數據M建立相關的映射關系函數，使誤差補償數據《3中的感溫器的溫度平均變化信號a，i個模具尺寸表面點的位移信號b和s個夾具裝夾位置的位移信號c得到建模溫差和幾何誤差的補償，而不是單一的誤差表征，是機床系統具有更好的精度，且本方法方便易行，實現對數控機床全生命周期中最重要工作階段的建模參數，進行誤差補償，適用于各種工件。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】作進一步說明。
[0010]種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，其方法如下:
(1)在數控機床執行工作任務前，確定事前工作任務數據《1、事前制造資源數據《2和誤差補償數據w3，所述事前工作任務數據wl包括刀具軌跡信息、換刀信息和切削深度信息，所述事前制造資源數據w2包括高登VMC850L系列、刀具類型及參數、夾具類型及參數和工件材料及參數，所述誤差補償數據《3包括關鍵感溫器數目及測定范圍、模型尺寸和表面點數目、和夾具裝夾位置參數；
(2)在步驟(I)中wl、w2、w3確定的條件下，使數控機床工作，采集數控機床工作過程中的運行傳感數據U、內部電控數據V、外部傳感數據M，所述外部傳感數據M包括η個感溫器的溫度平均變化信號a，i個模具尺寸表面點的位移信號b和s個夾具裝夾位置的位移信號c;
其中ΔΤ3,...ΔΤη}/η,其中AT為溫度變化量；b= Σ {[Δθχ, Aey,...ΔθζΙ^?Δθχ, Aey,...Δθζ]2+...[Δθχ, Aey,...Δθζ]1}/i，其中Ae為模具位尺寸表面點的移變化量，X，y…z為軸向坐標；
ο=Σ{[Δ?χ, Ady,...Adzl^tAdx, Ady,...Δ?ζ]2+...[Δ?χ, Ady,...Adz]s}/
s，其中Ad為夾具裝夾位置的移變化量，X，y…z為軸向坐標；
建立相應的函數M= 0.6a+0.lb+0.3c，其中h，j，k為參數；
(3)將步驟(I)所述前工作任務數據wl、事前制造資源數據w2和誤差補償數據w3作為輸入，將運行傳感數據U、內部電控數據V和外部傳感數據M作為輸出，在賽博空間建立相關的映射關系函數Y{U，V，M}=y{ wl，w2，w3}，以該映射關系作為數控機床工作過程的模型，即可實現對數控機床建模。
[0011]本發明實現對數控機床全生命周期中最重要工作階段的建模參數，進行誤差補償，適用于各種工件，以便提高數控機床精度。
[0012]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求書的保護范圍CJI
【主權項】
1.一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，其特征為，其方法如下: (1)在數控機床執行工作任務前，確定事前工作任務數據Wl、事前制造資源數據W2和誤差補償數據w3，所述事前工作任務數據wl包括刀具軌跡信息、換刀信息和切削深度信息，所述事前制造資源數據《2包括機床類型及參數、刀具類型及參數、夾具類型及參數和工件材料及參數，所述誤差補償數據《3包括關鍵感溫器數目及測定范圍、模型尺寸和表面點數目、和夾具裝夾位置參數； (2)在步驟(I)中wl、w2、w3確定的條件下，使數控機床工作，采集數控機床工作過程中的運行傳感數據U、內部電控數據V、外部傳感數據M，所述外部傳感數據M包括η個感溫器的溫度平均變化信號a，i個模具尺寸表面點的位移信號b和s個夾具裝夾位置的位移信號c; 其中ΔΤ3,...ΔΤη}/η,其中AT為溫度變化量； b= Σ { [Δθχ, Aey,...ΔθζΙ^?Δθχ, Aey,...Δθζ]2+...[Δθχ, Aey,...Δθζ]1}/i，其中Ae為模具位尺寸表面點的移變化量，X，y…z為軸向坐標； ο=Σ{[Δ?χ, Ady,...Adzl^tAdx, Ady,...Δ?ζ]2+...[Δ?χ, Ady,...Adz]s}/s，其中Ad為夾具裝夾位置的移變化量，X，y…z為軸向坐標； 建立相應的函數M= ha+jb+kc，其中h，j，k為參數； (3)將步驟(I)所述前工作任務數據wl、事前制造資源數據w2和誤差補償數據w3作為輸入，將運行傳感數據U、內部電控數據V和外部傳感數據M作為輸出，在賽博空間建立相關的映射關系函數Y{U，V，M}=y{ wl，w2，w3}，以該映射關系作為數控機床工作過程的模型，即可實現對數控機床建模。2.如權利要求1所述的一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，其特征為，所述h=0.6?0.7，j=0.I?0.2，k =0.2?0.3。
【專利摘要】本發明涉及一種基于指令域分析的數控機床建模誤差補償方法，（1）確定事前工作任務數據w1、事前制造資源數據w2和誤差補償數據w3，（2）采集數控機床工作過程中的運行傳感數據U、內部電控數據V、外部傳感數據M，（3）在賽博空間建立相關的映射關系函數Y{U，V，M}=y{？w1，w2，w3}，以該映射關系作為數控機床工作過程的模型，即可實現對數控機床建模；本發明可實現對數控機床全生命周期中最重要工作階段的建模參數，進行誤差補償，適用于各種工件，以便提高數控機床精度。
【IPC分類】B23Q23/00
【公開號】CN105643370
【申請號】
【發明人】毛新勇, 羅博, 劉濤, 陳志國
【申請人】鎮江智豐自動化科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月9日