數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法，包括：步驟一、對數(shù)控機(jī)床運(yùn)動鏈分別在床身任一點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系R、在運(yùn)動鏈末端參考點(diǎn)建立瞬時(shí)參考坐標(biāo)系R′、在各個(gè)運(yùn)動副上建立連體坐標(biāo)系Ri；建立包含位置獨(dú)立幾何誤差、非位置獨(dú)立幾何誤差的機(jī)床運(yùn)動鏈幾何誤差模型；步驟二、利用步驟一所述機(jī)床運(yùn)動鏈幾何誤差建模方法，得到整機(jī)幾何誤差映射模型；步驟三、利用受約束剛體的變分空間、力空間及其子空間的性質(zhì)，對影響整機(jī)末端可補(bǔ)償與不可補(bǔ)償自由度的幾何誤差進(jìn)行分離，分別得到整機(jī)可補(bǔ)償自由度與不可補(bǔ)償自由度誤差映射模型。本發(fā)明不僅為誤差補(bǔ)償提供了數(shù)學(xué)模型，而且為誤差預(yù)防和機(jī)床精度匹配設(shè)計(jì)提供了重要的指導(dǎo)性理論依據(jù)。
【專利說明】數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及數(shù)控機(jī)床【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種數(shù)控機(jī)床幾何誤差通用數(shù)學(xué)模型的建模方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機(jī)床加工精度的方法主要有兩種:一種是誤差預(yù)防，一種是誤差補(bǔ)償。誤差建模是誤差補(bǔ)償?shù)年P(guān)鍵。齊次坐標(biāo)變換矩陣的方法是最常用的建模工具，但這種建模方法無法直接得到機(jī)床六維位姿誤差的統(tǒng)一顯示表達(dá)。理論上，對于三軸、四軸和五軸數(shù)控機(jī)床，僅有與給定自由度對應(yīng)的機(jī)床位姿誤差才能夠通過誤差辨識得到補(bǔ)償。因此，所建立的誤差模型必須能夠有效分離出影響機(jī)床可補(bǔ)償與不可補(bǔ)償位姿誤差的幾何誤差源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了針對以上不足，提出了一種數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法，運(yùn)用旋量理論與多體運(yùn)動學(xué)理論相結(jié)合的方法完整的描述了機(jī)床的位置與姿態(tài)誤差，并在此基礎(chǔ)上利用受約束剛體的變分空間、力空間及其子空間的性質(zhì)，將影響機(jī)床末端可補(bǔ)償與不可補(bǔ)償自由度誤差的幾何誤差源進(jìn)行有效分離。
[0004]本發(fā)明提出了一種數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法，該方法包括以下步驟:
[0005]步驟一、對數(shù)控機(jī)床運(yùn)動鏈分別在床身任一點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系R、在運(yùn)動鏈末端參考點(diǎn)建立瞬時(shí)參考坐標(biāo)系R'、在各個(gè)運(yùn)動副上建立連體坐標(biāo)系Ri ;建立包含位置獨(dú)立幾何誤差、非位置獨(dú)立幾何誤差的機(jī)床運(yùn)動鏈幾何誤差模型。其中:
[0006]位置獨(dú)立幾何誤差，表示為:
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)控機(jī)床的幾何誤差旋量理論建模方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 步驟一、對數(shù)控機(jī)床運(yùn)動鏈分別在床身任一點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系R、在運(yùn)動鏈末端參考點(diǎn)建立瞬時(shí)參考坐標(biāo)系R'、在各個(gè)運(yùn)動副上建立連體坐標(biāo)系Ri ;建立包含位置獨(dú)立幾何誤差、非位置獨(dú)立幾何誤差的機(jī)床運(yùn)動鏈幾何誤差模型。其中: 位置獨(dú)立幾何誤差，表示為:
【文檔編號】G05B19/404GK103616851SQ201310653738
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】田文杰, 潘琪, 張大衛(wèi), 常文芬, 聶應(yīng)新, 郭龍真 申請人:天津大學(xué)