一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法技术

本发明专利技术公开一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，包括轮廓误差估计方法与轮廓误差可视化方法两个部分：轮廓误差估计方法由基于三维线性样条插值的轮廓误差估计与基于刀具曲面的轮廓误差正负判别组成，轮廓误差可视化方法将轮廓误差与另一参数关联作出可视化图，包括行程标定的轮廓误差曲线、轮廓误差误差倍乘放大图和轮廓误差色谱展示图，能够有效地展示实际轨迹的相对空间位置实际轨迹相对于理想曲面的位置，利用三种图直观地展示了轮廓误差，提供了轮廓误差估计方法与轮廓误差可视化方法，将机床理想轨迹与实际轨迹测量数据转化为全面展示轮廓误差各项信息、具有良好可读性的轮廓误差展示图像，直观、清楚，便于分析。

【技术实现步骤摘要】
一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法
本专利技术属于多轴数控加工精度
，具体而言，涉及一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法。
技术介绍
多轴数控加工，是指能同时控制多个运动轴进行联动加工，以获得各种复杂的曲面，是现代机械制造技术的核心组成部分。在多轴数控加工中，各个轴的伺服控制系统难以同步，是造成加工轮廓不准确的主要原因之一。轮廓误差，通常定义为加工过程中实际加工的轨迹到理想加工的轨迹的最短距离，能够有效反映各轴伺服控制系统的匹配程度。因此，对多轴数控加工中的轮廓误差进行估计和展示，对于数控加工精度的保障与改进具有重要意义。目前国内外针对多轴加工误差估计[(a)王广炎,张润孝,帅梅,等.数控机床的轮廓误差的控制.机床与液压,1999(6):59-61.(b)ChengMY,LeeCC.MotionControllerDesignforContour-FollowingTasksBasedonReal-TimeContourErrorEstimation.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,2007,54(3):16本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，其特征在于，其包括轮廓误差估计方法，包括以下步骤：S1、判断刀具的空间轨迹，若为线性轨迹则执行S2，若为曲线轨迹则执行S3；S2、计算刀尖点的实际直线位置到理想直线位置的距离，计算结果为轮廓误差，执行S4；S3、使用线性样条插值方法将曲线轨迹插值为直线段，通过理想曲线上位置相近的两点坐标计算直线，轮廓误差近似取值为刀尖点到直线段的距离，返回S2计算轮廓误差；S4、确定轮廓误差的符号，实际轨迹位于理想曲面的第一侧和第二侧时，符号分别为正和负，通过轮廓误差表达式判定。

【技术特征摘要】
1.一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，其特征在于，其包括轮廓误差估计方法，包括以下步骤：S1、判断刀具的空间轨迹，若为线性轨迹则执行S2，若为曲线轨迹则执行S3；S2、计算刀尖点的实际直线位置到理想直线位置的距离，计算结果为轮廓误差，执行S4；S3、使用线性样条插值方法将曲线轨迹插值为直线段，通过理想曲线上位置相近的两点坐标计算直线，轮廓误差近似取值为刀尖点到直线段的距离，返回S2计算轮廓误差；S4、确定轮廓误差的符号，实际轨迹位于理想曲面的第一侧和第二侧时，符号分别为正和负，通过轮廓误差表达式判定。2.根据权利要求1所述的一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，其特征在于，所述S4中，所述轮廓误差表达式为：其中，ε为轮廓误差，为理想位置点的法向量，为理想位置点到实际位置点的向量。3.根据权利要求2所述的一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，其特征在于，所述和所述的表达式分别为：其中，(x0，y0，z0)为刀尖点的理想位置，(x'，y'，z')为刀尖点的实际位置，为理想曲面F(x，y，z)＝0在(x0，y0，z0)处的法向量，为刀尖点理想位置(x0，y0，z0)至实际位置(x'，y'，z')的距离。4.根据权利要求1所述的一种面向多轴数控加工的轮廓误差估计与可视化方法，其特征在于，其包括轮廓误差可视化方法S5：将S4中的所述轮廓误差关联显示参数，通过所述轮廓误差与显示参数的关系图进行可视化展示。5.根据权利要求4所述的一种面向多轴数控加工的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁启程，杜丽，王伟，丁杰雄，张靖，姜忠，姜越友，庞涛，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51