实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，包括以下步骤：所述的系统加载试切刀路源文件；所述的系统以倾角V1测试试切刀路，并测量相应的尺寸参数；所述的系统根据所述的测量出的尺寸计算误差，并进行刀路误差补偿。本发明专利技术还涉及一种实现V型AB刀头的误差补偿功能的水切割五轴联动数控加工控制系统。采用了该方法及系统，通过V型AB刀头的误差补偿方案可以准确找到V型AB刀头的机构误差，并自动对其控制算法做出补偿，提高加工精度。满足水切割行业对精度的高要求，避免传统技术中因为测量工具以及五轴水切割刀头的结构复杂而造成的误差错误，从而能够有效保证补偿精度更好，效率也更高。

【技术实现步骤摘要】
实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法及系统
本专利技术涉及数控加工软件领域，尤其涉及水切割五轴联动加工领域，具体是指一种实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法及系统。
技术介绍
水切割行业对精度的要求越来越高。比如，应用较广的瓷砖拼花行业，对割缝精度的要求，尤为明显。机床在组装过程中，难免造成机构误差，在五轴联动加工过程中。刀头的误差会随着不同地方，主、辅轴的旋转角度和大小，造成不同偏移，使得不同地方产生不同的尺寸误差。目前，V型AB刀头的机构误差只能靠测量工具测量，由于五轴水切割刀头本身结构复杂，想分别测试各误差大小极为困难。针对误差真实存在性，对加工精度影响的严重性，测量误差的困难性，补偿功能显得极为重要。
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，提供了一种尺寸误差小、满足高精度要求、实现方法简单的实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法及系统。为了实现上述目的，本专利技术的实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法及系统如下：该实现V型AB刀头的误差补偿功能的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的系统加载试切刀路源文件；(2)所述的系统以倾角V1测试试切刀路本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的系统加载试切刀路源文件；(2)所述的系统以倾角V1测试试切刀路，并测量相应的尺寸参数；(3)所述的系统根据所述的测量出的尺寸计算误差，并进行刀路误差补偿，具体包括以下步骤：(3.1)通过试切刀路和计算得到试切刀路的4个特殊转角处刀轴矢量对应的4个旋转矩阵；(3.2)通过所述的4个旋转矩阵计算得到误差值ΔX和ΔY；(3.3)将所述的计算出的误差值补偿为刀长；其中，所述的步骤(2)中的试切刀路的俯视面包括第一矩形A、第二矩形D、第三矩形、第四矩形C和第五矩形B，所述的第一矩...

【技术特征摘要】
1.一种水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：(1)所述的系统加载试切刀路源文件；(2)所述的系统以倾角V1测试试切刀路，并测量相应的尺寸参数；(3)所述的系统根据所述的测量出的尺寸计算误差，并进行刀路误差补偿，具体包括以下步骤：(3.1)通过试切刀路和计算得到试切刀路的4个特殊转角处刀轴矢量对应的4个旋转矩阵；(3.2)通过所述的4个旋转矩阵计算得到误差值ΔX和ΔY；(3.3)将所述的计算出的误差值补偿为刀长；其中，所述的步骤(2)中的试切刀路的俯视面包括第一矩形A、第二矩形D、第三矩形、第四矩形C和第五矩形B，所述的第一矩形A与所述的第三矩形相互平行且均与所述的第二矩形D垂直连接，并位于所述的第二矩形D的两侧，所述的第三矩形与所述的第五矩B形相互平行且均与所述的第四矩形C垂直连接，并位于所述的第四矩形C的两侧。2.根据权利要求1所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(2)中的需要测量的相应的尺寸参数包括实际测量中第一矩形宽度AL、第二矩形宽度BL、第四矩形宽度CL和第五矩形宽度DL。3.根据权利要求1所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)中所述的4个特殊转角分别为45°，135°，225°和315°，所述角度值相对于X轴正向。4.根据权利要求1所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)具体包括以下步骤：(3.1.1)通过计算得到的Z轴夹角及方向矢量Vec[i](i＝0,1)计算得到对应的刀轴矢量IJK；(3.1.2)通过所述的刀轴矢量IJK计算得到对应的两轴转角；(3.1.3)通过所述的两轴转角计算得到试切刀路的实际切割长度对应的4个旋转矩阵RAB[i](i＝0～3)。5.根据权利要求4所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1.1)中的计算Z轴夹角，具体为：根据以下公式计算得到Z轴夹角V3：其中，V1为加工倾角。6.根据权利要求4所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1.1)中的计算刀轴矢量IJK，具体为：根据以下公式计算刀轴矢量IJK：IJK＝(1×tan(V1)×cos(V2)，1×(tan(V1)×sin(V2)，－1)；其中，V1为加工倾角，V2为刀轴矢量在X0Y平面上投影与X轴正方向夹角。7.根据权利要求4所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1.2)具体包括以下步骤：(3.1.2.1)计算中间矢量M；(3.1.2.2)根据所述的中间矢量M计算两轴转角ABC(α，β，0)。8.根据权利要求4所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1.3)中的计算4个旋转矩阵RAB[i](i＝0～3)，具体为：根据以下公式计算4个旋转矩阵RAB[i](i＝0～3)：RAB＝RA(α)×RB(β)；其中，α和β分别为两次旋转角度对应A、B的值，RA(α)和RB(β)分别为两次旋转角度对应的旋转矩阵。9.根据权利要求1所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2)具体包括以下步骤：(3.2.1)通过所述的旋转矩阵计算得到原始试切刀路尺寸分别与切割刀路尺寸的偏差值AY、BY、CX和DX；(3.2.2)通过矩阵AY－BY和DX－CX构建2×2矩阵和联立方程式；(3.2.3)通过所述的矩阵得到联立方程式，并计算得到误差值ΔX和ΔY。10.根据权利要求9所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2.2)中的矩阵AY－BY和DX－CX均能对ΔZ可约。11.根据权利要求9所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2.2)中的构建联立方程式，具体为：根据以下公式构建联立方程式：(ΔX，ΔY)×RY＝BL－AL；(ΔX，ΔY)×RX＝CL－DL；其中，(ΔX，ΔY)为原始误差，AL为第一矩形宽度，BL为第二矩形宽度，CL为第四矩形宽度，DL为第五矩形宽度，RY为矩阵((RAB[1])–RAB[3])–(RAB[0]–RAB[2]))的第二列，RX为((RAB[3])–RAB[1])–(RAB[0]–RAB[2]))的第二列。12.根据权利要求9所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2.3)中的通过联立方程式计算得到误差值ΔX和ΔY，具体为：根据以下公式计算得到误差值ΔX和ΔY：K1ΔX+K2ΔY＝BL－AL；K3ΔX+K4ΔY＝CL－DL。13.根据权利要求1所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.3)具体包括以下步骤：(3.3.1)根据计算出的误差值ΔX和ΔY得到主旋转中心和辅旋转中心；(3.3.2)根据误差模型反补到系统，将误差值补偿为刀长。14.根据权利要求13所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.3.1)中的主旋转中心为(－ΔX，－ΔY，0)，辅旋转中心为(－ΔX，－ΔY，0)。15.根据权利要求13所述的水切割五轴联动数控加工系统中实现V型AB刀头的刀路误差补偿控制的方法，其特征在于，所述的步骤(3.3.2)具体包括以下步骤：(3.3.2.1)将加工刀路实际运动点(X，Y，Z)通过五轴矢量规划运动点刀轴矢量IJK；(3.3.2.2)通过RTCP控制模块计算控制点，并将误差值补偿进控制点坐标。16.一种实现V型AB刀头的误差补偿功能的水切割五轴联动数控加工控制系统，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马国强，王继新，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，上海维宏智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31