【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机数字控制(cnc)，特别涉及该领域中五轴加工线性插补时刀触点非线性误差及轮廊误差的补偿和修复技术。
技术介绍
1、五轴数控加工技术是cnc技术的基础和核心，基于该技术五轴数控机床在传统三轴数控机床的基础上增加了两个旋转轴，而且能够在单次夹紧零部件的情况下完成多道工序的加工，这些五轴数控机床所具备的优点使其能极大地提高复杂曲面零部件的加工效率和加工精度。但五轴联动数控插补过程中进一步产生由旋转轴的引入所导致的刀触点轨迹非线性误差，另外五轴数控加工过程仍采用的是使用大量连续微小线性路径段来逼近零部件的轮廓表面曲线由这些微小路径段构成五轴数控加工时刀具与工件表面切削接触点(刀触点)轨迹。这种传统的逼近式加工仍存在逼近轮廓误差，所以如何减少这两种误差是一个极具挑战性的问题。
2、由于这两种误差的存在，使得理想刀触点轨迹和实际刀触点轨迹仍有偏差，从而导致加工时精度仍有偏差，目前有关解决五轴数控加工非线性误差问题方法主要有：1)一种粒子群优化算法优化数控代码来补偿几何误差。但是并未充分考虑刀触点的实际位置误差，导致精度不够高；2)一种提出利用谐波函数来对非线性误差值进行模拟，通过后置处理的方式对该误差进行补偿。但是谐波函数不能准确的代表非线性误差；3)一种基于四元数的空间圆弧插补算法用以降低刀具姿态误差但是该方法的计算较为复杂，在转换系数是会存在偏差。
3、现有相关研究方法主要针对刀具摆动时产生的非线性误差进行了刀心点轨迹非线性误差的补偿优化，然而并未充分考虑刀触点的实际位置误差，最终导致刀触点轨
技术实现思路
1、本专利技术基于刀触点的加工路径及其存在的刀触点轨迹误差提出一种通过调整刀心点的加工轨迹以降低刀触点轨迹误差的五轴线性插补方法。在本专利技术中，需首先计算刀触点轨迹非线性误差及轮廓误差，其次需确定两种误差补偿方向单位矢量，再计算综合非线性误差和综合非线性补偿方向单位矢量，最后计算减小综合非线性误差所需的刀心点修正位置，将刀心点修正位置作为插补输出位置完成机床位置控制。
2、本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
3、1)计算刀触点轨迹弓高误差，根据三个相邻刀触点所形成近似圆弧计算出轮廓设计曲线的曲率半径，使用圆弧近似法求取刀触点处的弓高误差；
4、2)计算出第i个插补周期的刀心点位置坐标，同时计算出第i个插补周期刀心点对应的理想刀触点位置坐标；
5、3)求出插补过程的实际刀触点坐标后利用平移方法进行修复和补偿；
6、4)得到修复后的刀触点坐标反求刀心点坐标，从而输出新的刀心点及旋转轴信息给5个进给轴驱动器。
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1.一种面向五轴线性插补的刀触点补偿和修复方法，其特征在于通过对理想刀触点轨迹逼近零部件表面的轮廓误差和刀触点轨迹非线性误差，提出了一种基于刀触点数据信息的刀触点轨迹非线性误差及轮廓误差综合补偿与修复方法，首先提取两段相邻的刀位数据，分别作为插补路径段的起点和终点刀位数据，即(Xs，Ys，Zs，Is，Js，Ks，X′s，Y′s，Z′s)和(Xe，Ye，Ze，Ie，Je，Ke，X′e，Y′e，Z′e)，计算出该线性路径段的总长度设插补周期为T，进给速度为f，可以计算出所需要的插补周期个数n＝[D/fT](算子[*]为对*向上取整的函数)，根据数据采样插补原理，可以计算出第i个插补刀轴点位置矢量，然后根据第i个插补刀轴点和刀轴矢量Di反算出第i个实际插补刀心点位置矢量Oi，因球头刀的球头半径为r，可以算出第i个插补球心点矢量位置为ti＝Oi+rDi，过球心点作垂直于理想刀触点轨迹线段的矢量，该矢量的长度为pi，所以刀触点位置误差为δi＝pi-r，修复刀触点位置误差的单位矢量为B，根据起始、终止刀轴矢量Ds、De和理想刀触点轨迹矢量CsCe，计算出轮廓误差补偿的单位矢量通过弓高误差计算
...【技术特征摘要】
1.一种面向五轴线性插补的刀触点补偿和修复方法，其特征在于通过对理想刀触点轨迹逼近零部件表面的轮廓误差和刀触点轨迹非线性误差，提出了一种基于刀触点数据信息的刀触点轨迹非线性误差及轮廓误差综合补偿与修复方法，首先提取两段相邻的刀位数据，分别作为插补路径段的起点和终点刀位数据，即(xs，ys，zs，is，js，ks，x′s，y′s，z′s)和(xe，ye，ze，ie，je，ke，x′e，y′e，z′e)，计算出该线性路径段的总长度设插补周期为t，进给速度为f，可以计算出所需要的插补周期个数n＝[d/ft](算子[*]为对*向上取整的函数)，根据数据采样插补原理，可以计算出第i个插补刀轴点位置矢量，然后根据第i个插补刀轴点...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈良骥，黄强，李慧莹，王鹏程，徐浩浩，高寒松，
申请(专利权)人：桂林理工大学，
类型：发明
国别省市：
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