一种基于工件模型重建的三轴数控机床几何误差补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于工件模型重建的三轴数控机床几何误差补偿方法，包括：输入工件模型；根据工件模型尺寸确定提取模型表面点的数目和点坐标；在三轴数控机床上装夹毛坯，得到工件装夹位置；根据工件装夹位置对模型表面点进行平移，得一次平移点P¹；建立误差模型；将P¹带入误差模型得到几何误差，然后修正每个点位置，得修正点坐标P'；将P'进行二次平移，得到二次平移点P²；根据P²进行模型重建，得到重建工件模型；根据重建工件模型将模型原点作为程序原点生成相应的加工代码，在机床上进行加工，实现对机床几何误差的补偿。本发明鲁棒性强，适应于各种三轴机床，同时操作简单，易实现，无需工件刀位文件，不涉及机床后处理程序。

主权项

一种基于工件模型重建的三轴数控机床几何误差补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、输入工件模型；步骤2、根据工件模型尺寸，确定提取模型表面点的数目，并采用等参数法得到各个点坐标P；步骤3、在三轴数控机床上装夹毛坯，并进行对刀，得到工件装夹位置(L，M，N)；步骤4、根据工件装夹位置对模型表面点进行平移，使得工件模型原点与工件装夹位置相同，得到平移后各个一次平移点对应坐标为P¹；步骤5、根据三轴数控机床类型和机床21项基本误差项数据，得到数控机床误差模型E＝[e_x，e_y，e_z]^T，其中e_x表示x方向的误差，是关于点坐标的函数，即e_x＝f_x(x，y，z)；e_y表示y方向的误差，是关于点坐标的函数，即e_y＝f_y(x，y，z)；e_z表示z方向的误差，是关于点坐标的函数，即e_z＝f_z(x，y，z)；步骤6、将步骤4得到的各个点坐标P¹带入步骤5中的数控机床误差模型，得到每个点处的几何误差，然后修正每个点位置，得到修正点坐标为P'；然后将所有修正点进行二次平移，平移向量为(‑L,‑M,‑N)，得到二次平移点坐标为P²；步骤7、根据二次平移点进行模型重建，得到已抵消机床几何误差的重建工件模型；步骤8、根据重建工件模型将模型原点作为程序原点生成相应的加工路径和代码，在机床上进行加工，实现对机床几何误差的补偿。