[发明专利]用于精密加工的误差传感补偿方法

说明书

本发明提供了一种用于精密加工的误差传感补偿方法，包括如下步骤：S1:控制单元接收加工指令并输出第一控制命令控制执行部进行第一动作；S2:所述执行部动作过程中自输出传感变量并将所述传感变量反馈至所述控制单元；S3:控制单元输出第二控制命令控制执行部进行第二动作进而能够修正所述传感变量至设定范围；S4：若继续加工，系统返回到S2；若加工完成，控制单元控制执行部停止动作。本发明将影响加工精度的多种复杂因素最终通过刀具自传感自驱动实现刀尖与工件的力和/或位移调节，实现精确的误差补偿进而实现最终的加工精度，使复杂问题简单化，大大提高了加工精度。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种用于精密加工的误差传感补偿方法。

背景技术

机械加工时机床带动刀具相对工件运动，进而完成工件表面加工。机械加工过程中去除量或添加量的多少即加工尺寸的确定性，与执行部(机床刀具、3D打印喷头空间位置进给位置)和被执行部(工件或3D打印工件)之间相对位移量或机床刀具进给量呈对应关系。各种加工机床无论是去除材料还是添加材料方式，均与执行部和被执行部相关。被执行部的加工制造尺寸精度和表面质量取决于执行部预备工作部相对位置和相对位置精度的实时稳定性和可控性。

机床加工精度不高存在诸多的影响因素，例如，丝杠制作的精度差导致驱动误差产生，运动传递误差，造成加工精度的不确定性，最终表现在刀具相对于工件的加工精度差；再例如机床由于温度的变化，因热胀冷缩最终导致刀具刀尖尺寸变化带来的影响，又例如，机床本身的振动，由于机体振动或局部的振动导致的加工精度的影响，加工过程中也是一个微振动的过程，也影响加工精度，成为干扰因素，刀尖使用过程中刀尖的磨损，表现在力上或加工尺寸上，除此之外，装配的问题也能够导致局部结构件应力造成变形，也会造成末端刀尖与工件间的加工误差，最终造成加工精度。

压电材料、磁致伸缩材料是两种典型的固态智能材料，其智能特性体现在压电材料的“力-电”和磁致伸缩材料的“力-磁”耦合可逆。具体表现为压电效应和逆压电效应，压电效应即对同一个压电材料体施加压力产生电信号，逆压电效应即施加电场产生形变。对同一个磁致伸缩材料具有焦耳效应，即施加磁场产生形变，也具有维拉里效应，即施加压力产生磁场。目前国内外智能材料驱动器设计中，基本以智能材料作为驱动体，采用一种智能材料进行设计，并且只驱动而无传感功能。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于精密加工的误差传感补偿方法。

根据本发明提供的一种用于精密加工的误差传感补偿方法，包括如下步骤：

S1:控制单元接收加工指令并输出第一控制命令控制执行部进行第一动作；

S2:所述执行部动作过程中自输出传感变量并将所述传感变量反馈至所述控制单元；

S3:控制单元输出第二控制命令控制执行部进行第二动作进而能够修正所述传感变量至设定范围；

S4：若继续加工，系统返回到S2；若加工完成，控制单元控制执行部停止动作。

优选地，所述传感变量由传感进给物理量引起，其中，所述传感进给物理量包括位移、应变、力、振动、传递误差、温度、磨损、冲击、噪声中的任一种或任多种的组合。

优选地，所述加工指令包括执行部沿第一方向的进给量、沿第二方向的进给量和/或沿第三方向的进给量，其中，第一方向垂直于第二方向，第三方向垂直于第一方向和第二方向所在的平面。

优选地，所述传感变量的检测位置来自于所述执行部所具有的刀具的刀尖上。

优选地，所述刀具为依次串联有压电材料体、磁致伸缩材料体、电磁永磁材料体、形状记忆合金材料体、静电材料体、相变材料体中的任一种或任多种材料体的组合体，其中，包括同种材料体的多体组合体。

优选地，所述传感变量通过频率参量的变化获得。