一种万能铣头高精度控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种万能铣头高精度控制系统及控制方法，万能铣头高精度控制系统包括：高精控制调整模块，用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行高精度控制调整；铣削工艺存储模块，用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准，为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据。本发明专利技术解决了现有技术中采用万能铣头加工时，不能对万能铣头加工进行实时地监测控制，导致万能铣头加工控制精度低下的问题，本发明专利技术采用万能铣头加工时，可对万能铣头加工进行实时地监测控制，提高万能铣头加工控制精度。头加工控制精度。头加工控制精度。

【技术实现步骤摘要】
一种万能铣头高精度控制系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及万能铣头
，具体为一种万能铣头高精度控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]万能铣头一般指万向铣头，是一种机床附件，机床安上铣头后，刀具旋转中心线可以与主轴旋转中心线成角度加工工件，使用铣头，无需改变机床结构就可以增大其加工范围和适应性，使一些用传统方法难以完成的加工得以实现，并能减少工件重复装夹，提高加工精度和效率，主要用于加工中心和龙门铣床，其中轻型可以装在刀库中，并可以在刀库和机床主轴之间自由转换；中型及重型拥有较大的刚性和扭矩，可适用于大部分加工需求。
[0003]随着数控机床加工技术的不断精密化，直驱式数控铣头技术的快速发展，这对机械加工精度和可靠性提出了更高的要求。误差是评价机床精度的主要指标，其中数控机床几何误差和由温度引起的热误差两者约占机床总误差的50％以上，有效控制热误差对提高数控铣头加工精度来说至关重要。
[0004]公开号为CN113721548B的中国专利公开了一种数控铣头热误差补偿方法及系统，考虑了无误差情况和实际状态下铣头的热误差，并通过建立热误差补偿数学模型，得到了实际加工情况下各误差补偿量；通过将所建立的数学模型导入到热误差补偿系统中，基于温度传感器采集的数据经模/数转换器模块传递到铣头控制系统，分析计算热误差补偿值，进而对铣头实际工作中的热误差进行补偿；通过编写执行程序，经循环加工以满足精度要求，实现了实际条件下的铣头热误差实时补偿和有效控制。但是上述专利在实际使用过程中存在以下缺陷：采用万能铣头加工时，不能对万能铣头加工进行实时地监测控制，导致万能铣头加工控制精度低下。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种万能铣头高精度控制系统及控制方法，采用万能铣头加工时，可对万能铣头加工进行实时地监测控制，提高万能铣头加工控制精度，解决了上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种万能铣头高精度控制系统，包括：
[0008]铣头移动采集模块，用于实时地采集万能铣头移动数据，采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄，获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像，基于对万能铣头移动图像的特征提取及识别，以及传感器对万能铣头运行数据的获取，确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据；
[0009]铣削数据处理模块，用于对确定的万能铣头移动数据进行预处理，基于万能铣头高精度控制需求，将确定的万能铣头移动数据转换为该万能铣头高精度控制系统能够接收的形式，且对转换后的万能铣头移动数据进行检索、排序及计算，确定出基于万能铣头移动
轨迹的万能铣头铣削特征数据；
[0010]铣削数据分析模块，用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定，获取确定的万能铣头铣削特征数据，且根据万能铣头铣削特征数据索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准，根据万能铣头铣削工艺标准，对万能铣头铣削特征数据进行对比分析，确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果，根据对比分析结果，确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告；
[0011]高精控制调整模块，用于对万能铣头进行高精度控制调整，获取分析评定报告，基于关联分析及路径分析方法，对分析评定报告进行分析，确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略，按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制；
[0012]铣削工艺存储模块，用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准，其包括多个铣削工艺存储单元，每个铣削工艺存储单元内都存储有不同的万能铣头铣削工艺标准，为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据。
[0013]优选的，所述铣头移动采集模块包括：
[0014]机器视觉，用于对万能铣头移动轨迹进行实时连续地拍摄，采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄，获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像；
[0015]姿态传感器，用于对万能铣头运行数据进行实时连续地获取，其包含三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态及方位数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时获取以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。
[0016]优选的，所述铣削数据分析模块包括：
[0017]参照索引查找单元，用于参照万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准，获取确定的万能铣头铣削特征数据，且根据万能铣头铣削特征数据，从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准；
[0018]数据对比分析单元，用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行对比分析，获取索引查找的万能铣头铣削工艺标准，基于万能铣头铣削工艺标准对万能铣头铣削特征数据进行对比分析，确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果；
[0019]数据分析评定单元，用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定，获取确定的基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果，基于对比分析结果，确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告。
[0020]优选的，所述高精控制调整模块包括：
[0021]调整策略分析单元，用于确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略，获取分析评定报告，基于关联分析及路径分析方法，对分析评定报告进行分析，确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略；
[0022]高精度控制单元，用于对万能铣头进行高精度控制，获取基于分析评定报告的万能铣头调整策略，按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制。
[0023]优选的，铣削工艺存储模块，包括：
[0024]工艺标准提取模块，用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准；
[0025]存储单元设置模块，用于根据所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量设置与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元；
[0026]连接关系建立模块，用于在所述万能铣头铣削工艺标准与所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元之间建立存储关联连接关系；
[0027]判断模块，用于当所述万能铣头铣削工艺标准进行更新时，判断所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例是否超过预设的数据量阈值；其中，所述数据量阈值通过如下公式获取：
[0028][0029]其中，表示数据量阈值；表示所述万能铣头铣削工艺标准更新前版本的数据量；表示当前万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的剩余存储空间量；n表示当前万能铣头铣削工艺标准的已经历的更新次数；表示第i次进行更新时对应的更新数据的数据量；表示第i次更新后的万能铣头铣削工艺标准相对与更新前的万能铣头铣削工艺标准的数据改变量；和分别表示第一调节系数和第二调节系数，并且，的取值范围为0.67
‑
0.71；的取值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种万能铣头高精度控制系统，其特征在于，包括：铣头移动采集模块，用于实时地采集万能铣头移动数据，采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄，获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像，基于对万能铣头移动图像的特征提取及识别，以及传感器对万能铣头运行数据的获取，确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动数据；铣削数据处理模块，用于对确定的万能铣头移动数据进行预处理，基于万能铣头高精度控制需求，将确定的万能铣头移动数据转换为该万能铣头高精度控制系统能够接收的形式，且对转换后的万能铣头移动数据进行检索、排序及计算，确定出基于万能铣头移动轨迹的万能铣头铣削特征数据；铣削数据分析模块，用于对确定的万能铣头铣削特征数据进行分析评定，获取确定的万能铣头铣削特征数据，且根据万能铣头铣削特征数据索引查找出与该万能铣头铣削特征数据相对应地万能铣头铣削工艺标准，根据万能铣头铣削工艺标准，对万能铣头铣削特征数据进行对比分析，确定出基于万能铣头铣削特征数据的对比分析结果，根据对比分析结果，确定出基于万能铣头铣削特征数据的分析评定报告；高精控制调整模块，用于对万能铣头进行高精度控制调整，获取分析评定报告，基于关联分析及路径分析方法，对分析评定报告进行分析，确定出基于分析评定报告的万能铣头调整策略，按照万能铣头调整策略对万能铣头进行高精度控制；铣削工艺存储模块，用于存储基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准，其包括多个铣削工艺存储单元，每个铣削工艺存储单元内都存储有不同的万能铣头铣削工艺标准，为万能铣头进行铣削控制提供参照指导依据；所述铣削工艺存储模块，包括：工艺标准提取模块，用于提取所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准；存储单元设置模块，用于根据所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准的对应数据量设置与所述不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元；连接关系建立模块，用于在所述万能铣头铣削工艺标准与所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元之间建立存储关联连接关系；判断模块，用于当所述万能铣头铣削工艺标准进行更新时，判断所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例是否超过预设的数据量阈值；其中，所述数据量阈值通过如下公式获取：其中，表示数据量阈值；表示所述万能铣头铣削工艺标准更新前版本的数据量；表示当前万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元的剩余存储空间量；n表示当前万能铣头铣削工艺标准的已经历的更新次数；表示第i次进行更新时对应的更新数据的数据量；表示第i次更新后的万能铣头铣削工艺标准相对与更新前的万能铣头铣削工艺标
准的数据改变量；和分别表示第一调节系数和第二调节系数，并且，的取值范围为0.67
‑
0.71；的取值范围为0.21
‑
0.26；第一存储执行模块，用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例超过预设的数据量阈值，则直接将更新后的万能铣头铣削工艺标准存储至所述万能铣头铣削工艺标准对应的存储单元；第二存储执行模块，用于如果所述更新内容占万能铣头铣削工艺标准整体数据量的数据比例未超过预设的数据量阈值，则提取万能铣头铣削工艺标准的更新内容，仅将所述更新内容对更新前的万能铣头铣削工艺标准版本中的对应数据进行替换更新，并将替换更新后的万能铣头铣削工艺标准进行存储。2.根据权利要求1所述的万能铣头高精度控制系统，其特征在于：所述铣头移动采集模块包括：机器视觉，用于对万能铣头移动轨迹进行实时连续地拍摄，采用机器视觉对万能铣头移动轨迹进行连续拍摄，获取基于万能铣头移动轨迹的万能铣头移动图像；姿态传感器，用于对万能铣头运行数据进行实时连续地获取，其包含三轴陀螺仪、三轴加速度计及三轴电子罗盘，通过内嵌的低功耗ARM处理器得到经过温度补偿的三维姿态及方位数据，利用基于四元数的三维算法和特殊数据融合技术，实时获取以四元数、欧拉角表示的零漂移三维姿态方位数据。3.根据权利要求2所述的万能铣头高精度控制系统，其特征在于：所述铣削数据分析模块包括：参照索引查找单元，用于参照万能铣头铣削特征数据索引查找出万能铣头铣削工艺标准，获取确定的万能铣头铣削特征数据，且根据万能铣头铣削特征数据，从存储的基于不同铣削路径的多种预先设定的万能铣头铣削工艺标准中...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄茂正，郑望成，
申请(专利权)人：昆明尼古拉斯克雷亚机床有限公司，
类型：发明
国别省市：