机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法及系统，包括：根据激光干涉跟踪仪测量场测得机床刀尖点实际位置与理论位置，获取机床刀尖点运动时的空间位置误差数据；建立机床误差补偿参数模型，将误差数据输入模型中生成机床的补偿参数；将补偿参数传入数控系统，根据补偿参数实时补偿机床刀尖点空间位置。本发明专利技术通过实时补偿系统，将测量场与机床数控系统进行集成，解决了机床与测量场的闭环控制，实现了机床刀尖点空间坐标的实时补偿控制。实时补偿控制。实时补偿控制。

【技术实现步骤摘要】
机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法及系统


[0001]本专利技术涉及机床校准
，具体地，涉及机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法及系统，尤其是涉及一种基于激光干涉跟踪仪测量场的机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法与系统

技术介绍

[0002]本专利技术基于激光干涉跟踪仪这一高精测量仪器在机床校准领域的应用，通过多台激光干涉跟踪仪组建测量场能够实现机床空间定位精度的测量。空间坐标的计算方法基于GPS全球定位系统，可以快速的获得机床末端的位置坐标。该方法可以直接获得机床实际加工中刀具的位置坐标，避免传统方法中对机床运动部件的逐步测量造成的累加误差，对于确定机床在加工中实际的运动精度具有现实的意义。
[0003]专利《基于多站etalon激光跟踪系统的转台误差检测方法》提出了使用激光干涉跟踪仪测量转台误差的方法，通过该方法无法获得实际加工中刀具的位置误差，仅仅测量了转台部件的单个误差。并且测量中，激光干涉跟踪仪需要多次转站安装，大大增加了测量时间与测量不确定度。
[0004]在机床误差补偿方法，专利《基于激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法，其特征在于，包括：步骤S1：根据激光干涉跟踪仪测量场测得机床刀尖点的实际位置与理论位置，获取机床刀尖点运动时的空间位置误差数据；步骤S2：建立机床误差补偿参数模型，将误差数据输入模型中生成机床的补偿参数；步骤S3：将补偿参数传入数控系统，根据补偿参数实时补偿机床刀尖点空间位置。2.根据权利要求1所述的机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法，其特征在于：所述步骤S2包括以下子步骤：步骤S2.1：对误差数据进行检查，排除异常数据和噪点数据；步骤S2.2：将刀尖点空间位置坐标与理论位置比较获取所需补偿目标值，所述补偿目标值为理论位置与所测实际位置的差值；步骤S2.3:通过机床空间误差模型求解与分离，计算出机床运动轴所需补偿值；步骤S2.4：根据控制算法，计算数控系统当前的补偿参数。3.根据权利要求2所述的机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法，其特征在于：所述补偿值采用PID控制器对数控系统进行补偿，位置式PID算法的控制量计算如下所示：式中K
P
、K
I
和K
D
即分别为比例系数、积分系数和微分系数，使用增量式PID控制算法，其控制量为：Δu(k)＝u(k)
‑
u(k
‑
1)＝K
P
[e(k)
‑
e(k
‑
1)]+K
I
e(k)+K
D
[e(k)
‑
2e(k
‑
1)+e(k
‑
2)]式中e(k)、e(k
‑
1)和e(k
‑
2)分别对应当前误差以及之前两次误差值，其输出量Δμ＝[Δx,Δy,Δz]为对上一次控制量的增量。4.根据权利要求3所述的机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制方法，其特征在于：所述增量通过数控系统的TCP通讯实时补偿进机床NC程序插补后的运动控制量，具体如下所示：式中，P
k
＝[x
k
,y
k
,z
k
,X
0j
,Y
0j
,Z
0j
,L
0j
]，通过PID控制算法，控制量计算如下：5.一种机床末端动态精度实时跟踪测量与闭环控制系统，其特征在于，包括：模块M1：根据激光干涉跟踪仪测量场测得机床刀尖点实际位置与标准位置，获取机床刀尖点运动时的空间位置误差数据；模块M2：建立机床误差补偿参数模型，将误差数据输入模型中生成机床的补偿参数；模块M3：将补偿参数传入数控系统，根据补偿参数实时补偿机床...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晗，钟磊，
申请(专利权)人：上海拓璞数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：