The invention discloses a method for modeling position related geometric error items of numerically controlled machine tools, which belongs to the technical field of numerical control machine tools processing. Including: according to the position of NC machine tool geometric error properties, determine the location of geometric error n polynomial; according to the position of CNC machine tool geometric error of the discrete data fitting principle n polynomial coefficient matrix M by least square method, calculating n polynomial coefficient; calculation from 1 to a series of M polynomials the combination of CNC machine tool geometric error location of discrete data, the maximum number of M is set to half the number of errors of geometric discrete data; regression analysis based on the F test method 1 times to a series of polynomial m of F-measure; compared to find the largest F-measure, select the maximum F-measure corresponding polynomial for the position of NC machine tool geometric errors optimal polynomial model. It is mainly used to automate and program the integrated error modeling of machine tools.
【技术实现步骤摘要】
一种数控机床位置相关几何误差项的建模方法
本专利技术涉及数控机床加工控制
,尤其涉及数控机床位置相关几何误差项优化多项式建模技术。
技术介绍
高精度加工是数控机床发展的必然趋势,几何误差是数控机床在零件加工过程中的主要误差源之一,几何误差重复性高、系统性好、易测量的特点使得几何误差补偿成为提高机床精度的重要措施之一。几何误差建模是进行误差补偿的基础,其中建立几何误差项的数学模型是误差建模和补偿的重要环节,直接关系到误差补偿精度。根据数控机床几何误差项性质定义可将其分为两类:位置不相关几何误差和位置相关几何误差。位置相关几何误差反映了运动轴的运动精度,误差值会随着运动轴进给量的变化而变化。数控机床位置相关几何误差是通过间接测量方法或者直接测量方法来测量运动轴轴线上或者机床工作空间中均匀分布的测量点处的几何误差值并进行辨识得到的,所以几何误差项数据是离散的。一般来说,位置相关几何误差项数值呈现非线性变化且无规律。多项式是常用的几何误差项表示形式,多项式次数不仅关系到模型精度,同时对后续计算效率有很大影响,需要进行进一步确定。Lee等人根据旋转轴基本几何误差项的性质,采用C1类连续函数进行建模,然后通过误差测量辨识得到模型中的参数(参见LeeKI,LeeDM,YangSH(2012)Parametricmodelingandestimationofgeometricerrorsforarotaryaxisusingdoubleball-bar.TheInternationalJournalofAdvancedManufacturingTechnology, ...
【技术保护点】
一种数控机床位置相关几何误差项的建模方法,包括如下步骤:步骤1、根据数控机床位置相关几何误差项的性质,确定位置相关几何误差项n次多项式形式为;
【技术特征摘要】
2016.10.08 CN 20161087698001.一种数控机床位置相关几何误差项的建模方法,包括如下步骤:步骤1、根据数控机床位置相关几何误差项的性质,确定位置相关几何误差项n次多项式形式为;其中,est表示机床运动轴t在s方向上的位置相关几何误差项;t表示运动轴t运动量,t=x、y、z、α、β、γ;s=x、y、z;e=δ、ε,δ表示线性误差,ε表示角度误差;n表示多项式次数;fn表示n次多项式;bj表示多项式j次项系数;步骤2、根据数控机床位置相关几何误差项离散数据,采用最小二乘法拟合原理得到n次多项式系数计算矩阵M,n次多项式系数计算公式表示为:B=M-1·Y其中,M表示n次多项式系数计算矩阵,B表示n次多项式系数矩阵,Y表示位置相关几何误差项离散数据矩阵;步骤3、根据步骤2,结合数控机床位置相关几何误差项离散数据计算得到从1次到m次的一系列多项式,其中m表示一系列多项式中最高次数;步骤4、根据回归分析F检验方法,结合数控机床位置相关几何误差项离散数据,计算步骤3中得到的1次到m次的一系列多项式的F值;步骤5、比较1次到m次的一系列多项式的F值,找出最大F值,选择最大F值对应的多项式为该数控机床位置相关几何误差项的优化多项式模型。2.根据权利要求1所述的一种数控机床位置相关几何误差项的建模方法,其特征在于:所述步骤1中数控机床位置相关几何误差项的性质,在运动轴零位置处的位置相关几何误差项数值为零,从而确定位置相关几何误差项多项式形式中常数项为零。3.根据权利要求1所述的一种数控机床位置相关几何误差项的建模方法,其特征在于:所述步骤2中采用最小二乘法拟合原理计算n次多项式系数的具体方法为:步骤2.1、最小二乘法采用偏差平方和最小的原则,偏差平方和表示为:其中,Δ2表示偏差平方和;fi表示数控机床位置相关几何误差项第i个离散数据,ti表示第i个离散数据对应的自变量;fn(ti)表示ti对应的拟合多项式计算值,表示第i个离散数据的偏差平方;p表示数控机床位置相关几何误差项离散数据数目;步骤2.2、根据偏差平方和表达式依次对bj求偏导数得到等式:步骤2.3、对等式进行简化后得到n次多项式系数与数控机床位置相关几何误差项离散数据之间关系,表示为:
【专利技术属性】
技术研发人员:付国强,高宏力,宋兴国,曹中清,
申请(专利权)人:西南交通大学,
类型:发明
国别省市:四川,51
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。