AC五轴水切割误差补偿的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种AC五轴水切割误差补偿的方法，包括以下步骤：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件(2)按照所述的第一试切刀路加工出第二工件；(3)将所述的俯视面轴对称并逆时针旋转90°作为第二试切刀路，并按照所述的第二试切刀路以倾角V

【技术实现步骤摘要】
AC五轴水切割误差补偿的方法及系统
本专利技术涉及数控加工软件
，尤其涉及五轴水切割
，具体是指一种AC五轴水切割误差补偿的方法及系统。
技术介绍
随着水切割市场对加工工艺要求的增高，例如：要有更高精度的拼花工艺，水切割应用逐渐偏向五轴来满足更高难度的工艺要求。机床在组装过程中不可避免的会出现机构误差，机构误差在五轴联动加工时，会导致加工出来的工件变形，这种变形不仅是尺寸的整体放大或缩小，而是不同地方的变形方向和大小都跟当前旋转轴的角度和大小有关，所以补偿功能显得极为重要。五轴机床由于结构复杂，导致可能出现多种误差，而想分别准确的测量出各误差大小是非常困难的。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现对机构误差进行补偿的AC五轴水切割误差补偿的方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术具有如下构成：该AC五轴水切割误差补偿的方法，包括以下步骤：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件，所述的第一工件为柱体，且所述的柱体的俯视面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形，所述的第一矩形与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形垂直连接，并位于所述的第二矩形的两侧；(2)按照所述的第一试切刀路以倾角V1加工出第二工件；(3)将所述的俯视面轴对称并逆时针旋转90°作为第二试切刀路，并按照所述的第二试切刀路以倾角V1加工出第三工件；(4)分别测量所述的第一工件、第二工件和第三工件的第二矩形的宽度，并分别记为L1、L2和L3，将刀头结构中A轴与C轴的夹角记录为V2；(5)根据V1、V2、L1、L2和L3进行误差补偿。较佳地，所述的步骤(5)包括以下步骤：(4-1)根据以下公式计算刀轴矢量IJK：IJK[i](0,0)＝tan(V3)*Vec[i](0,0)/|Vec[i]|；IJK[i](0,1)＝tan(V3)*Vec[i](0,1)/|Vec[i]|；IJK[i](0,2)＝-1；其中，Vec[i](i＝0,1)为Vec数组的第i个元素，且Vec[0]＝[-1,1]，Vec[1]＝[1,-1]，Vec[i]为XoY平面上的方向矢量，V3为所述的方向矢量与Z轴的夹角，i＝1,2，IJK[i](j,k)为矩阵IJK[i]中的第j行第k列元素，j＝0,k＝1,2,3，|Vec[i]|为向量的模长；(4-2)根据刀轴矢量IJK分别求出对应的A轴和C轴转角ABC，其中ABC[i](0,0)为ABC第i个元素的A轴转角，ABC[i](0,2)为ABC第i个元素的C轴转角，ABC[i](0,1)＝0；(4-3)根据V2和ABC求出旋转矩阵Rot；(4-4)根据以下公式计算变换系数Coe：Coe＝Rot[0]-Rot[1]；(4-5)根据以下公式计算尺寸变化值C：C[0]＝L2-L1；C[1]＝L3-L1；(4-6)根据以下公式计算误差值E：E[0]＝Nx/Dx；E[1]＝-Ny/Dx；E[2]＝0；Nx＝C[0]*Coe(1,1)-C[1]*Coe(0,1)；Ny＝C[0]*Coe(1,0)-C[1]*Coe(0,0)，Dx＝Coe(0,0)*Coe(1,1)-Coe(1,0)*Coe(0,1)；(4-7)令插补前后的AC转角分别为ABCp和ABCn，根据ABCp和ABCn得到插补前后的的旋转矩阵Rotp和Rotn；(4-8)根据以下公式计算补偿量Comp：Comp＝E*(Rotp-Rotn)。还包括一种通过上述方法实现AC五轴水切割误差补偿的系统，所述的系统包括：五轴机床，用于通过无刀长AC五轴水切割头加工工件；误差补偿模块，用于计算误差和补偿量，并控制五轴机床；所述的计算误差和补偿量，具体为：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件，所述的第一工件为柱体，且所述的柱体的俯视面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形，所述的第一矩形与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形垂直连接，并位于所述的第二矩形的两侧；(2)按照所述的第一试切刀路以倾角V1加工出第二工件；(3)将所述的俯视面轴对称并逆时针旋转90°作为第二试切刀路，并按照所述的第二试切刀路以倾角V1加工出第三工件；(4)分别测量所述的第一工件、第二工件和第三工件的第二矩形的宽度，并分别记为L1、L2和L3，将刀头结构中A轴与C轴的夹角记录为V2；(5)根据V1、V2、L1、L2和L3进行误差补偿。较佳地，所述的根据V1、V2、L1、L2和L3进行误差补偿，具体为：(4-1)根据以下公式计算刀轴矢量IJK：IJK[i](0,0)＝tan(V3)*Vec[i](0,0)/|Vec[i]|；IJK[i](0,1)＝tan(V3)*Vec[i](0,1)/|Vec[i]|；IJK[i](0,2)＝-1；其中，Vec[i](i＝0,1)为Vec数组的第i个元素，且Vec[0]＝[-1,1]，Vec[1]＝[1,-1]，Vec[i]为XoY平面上的方向矢量，V3为所述的方向矢量与Z轴的夹角，i＝1,2，IJK[i](j,k)为矩阵IJK[i]中的第j行第k列元素，j＝0,k＝1,2,3，|Vec[i]|为向量的模长；(4-2)根据刀轴矢量IJK分别求出对应的A轴和C轴转角ABC，其中ABC[i](0,0)为ABC第i个元素的A轴转角，ABC[i](0,2)为ABC第i个元素的C轴转角，ABC[i](0,1)＝0；(4-3)根据V2和ABC求出旋转矩阵Rot；(4-4)根据以下公式计算变换系数Coe：Coe＝Rot[0]-Rot[1]；(4-5)根据以下公式计算尺寸变化值C：C[0]＝L2-L1；C[1]＝L3-L1；(4-6)根据以下公式计算误差值E：E[0]＝Nx/Dx；E[1]＝-Ny/Dx；E[2]＝0；Nx＝C[0]*Coe(1,1)-C[1]*Coe(0,1)；Ny＝C[0]*Coe(1,0)-C[1]*Coe(0,0)；Dx＝Coe(0,0)*Coe(1,1)-Coe(1,0)*Coe(0,1)；(4-7)令插补前后的AC转角分别为ABCp和ABCn，根据ABCp和ABCn得到插补前后的的旋转矩阵Rotp和Rotn；(4-8)根据以下公式计算补偿量Comp：Comp＝E*(Rotp-Rotn)。采用了该专利技术中的AC五轴水切割误差补偿的方法及系统，解决了无刀长AC五轴水切割头机构误差带来的加工变形问题，通过更高精度的加工工艺使得五轴水切割具有更广泛的应用范围。附图说明图1为本专利技术的AC五轴水切割误差补偿的方法的第一试切刀路的俯视面示意图。图2为本专利技术的AC五轴水切割误差补偿的方法的第二试切刀路的俯视面示意图。图3为本专利技术的AC五轴水切割误差补偿的系统的五轴机床的示意图。具体实施方式为了能够更清楚地描述本专利技术的
技术实现思路
，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。该AC五轴水切割误差补偿的方法，包括以下步骤：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件，所述的第一工件为柱体，且所述的柱体的俯视面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形，所述的第一矩形与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形垂直连接，并位于所述的第二矩形的两侧；(2)按照所述的第一试切刀路以倾角V1加本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种AC五轴水切割误差补偿的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件，所述的第一工件为柱体，且所述的柱体的俯视面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形，所述的第一矩形与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形垂直连接，并位于所述的第二矩形的两侧；(2)按照所述的第一试切刀路以倾角V

【技术特征摘要】
1.一种AC五轴水切割误差补偿的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)确定第一试切刀路并按照所述的第一试切刀路垂直加工出第一工件，所述的第一工件为柱体，且所述的柱体的俯视面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形，所述的第一矩形与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形垂直连接，并位于所述的第二矩形的两侧；(2)按照所述的第一试切刀路以倾角V1加工出第二工件；(3)将所述的俯视面轴对称并逆时针旋转90°作为第二试切刀路，并按照所述的第二试切刀路以倾角V1加工出第三工件；(4)分别测量所述的第一工件、第二工件和第三工件的第二矩形的宽度，并分别记为L1、L2和L3，将刀头结构中A轴与C轴的夹角记录为V2；(5)根据V1、V2、L1、L2和L3进行误差补偿。2.根据权利要求1所述的AC五轴水切割误差补偿的方法，其特征在于，所述的步骤(5)包括以下步骤：(4-1)根据以下公式计算刀轴矢量IJK：IJK[i](0,0)＝tan(V3)*Vec[i](0,0)/|Vec[i]|；IJK[i](0,1)＝tan(V3)*Vec[i](0,1)/|Vec[i]|；IJK[i](0,2)＝-1；其中，Vec[i](i＝0,1)为Vec数组的第i个元素，且Vec[0]＝[-1,1]，Vec[1]＝[1,-1]，Vec[i]为XoY平面上的方向矢量，V3为所述的方向矢量与Z轴的夹角，i＝1,2，IJK[i](j,k)为矩阵IJK[i]中的第j行第k列元素，j＝0,k＝1,2,3，|Vec[i]|为向量的模长；(4-2)根据刀轴矢量IJK分别求出对应的A轴和C轴转角ABC，其中ABC[i](0,0)为ABC第i个元素的A轴转角，ABC[i](0,2)为ABC第i个元素的C轴转角，ABC[i](0,1)＝0；(4-3)根据V2和ABC求出旋转矩阵Rot；(4-4)根据以下公式计算变换系数Coe：Coe＝Rot[0]-Rot[1]；(4-5)根据以下公式计算尺寸变化值C：C[0]＝L2-L1；C[1]＝L3-L1；(4-6)根据以下公式计算误差值E：E[0]＝Nx/Dx；E[1]＝-Ny/Dx；E[2]＝0；Nx＝C[0]*Coe(1,1)-C[1]*Coe(0,1)；Ny＝C[0]*Coe(1,0)-C[1]*Coe(0,0)；Dx＝Coe(0,0)*Coe(1,1)-Coe(1,0)*Coe(0,1)；(4-7)令插补前后的AC转角分别为ABCp和ABCn，根据ABCp和ABCn得到插补前后的的旋转矩阵Rotp和Rotn；(4-8)根据以下公式计算补偿量Comp：Comp＝E*(Rotp-Rotn)。3.一种通过权利要求1所述的方法实现AC五轴水切割误差补偿的系统，其特征在于，所述的系统包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：高瑶，孙玉财，周泉清，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31