[发明专利]一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法

说明书

本发明公开了一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法，包括以下步骤：建立综合坐标系；将工件测量坐标系下的直线导轨挠曲线转换至工件参考坐标系，得到导轨挠曲线的离散表达式；基于单步矫直的边界条件，根据直线导轨挠曲线表达式，求得包含矫直步数、矫直步序和各矫直步的矫直跨距及起终点坐标的矩阵表达式；将工件参考坐标系下的直线导轨挠曲线转换至工件矫直坐标系，在矫直压头局部坐标系施加矫直行程，在工件矫直坐标系下求得每个矫直步后的直线导轨挠曲线表达式；矫直完成后，将工件矫直坐标系下的直线导轨挠曲线表达式逆向转换至工件参考坐标系，计算直线导轨的直线精度。本发明能够有效改善矫直效率和矫直精度。

技术领域

本发明涉及机械数控材料成型技术领域，具体涉及一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法。

背景技术

直线导轨作为直线进给系统的关键功能部件，广泛应用于数控加工设备和自动化设备。数控装备日益增长的高速度、高加速度、高稳定性和高精度的直线进给运动，对直线导轨的直线精度提出了更高的要求。矫直作为直线导轨加工制造过程中的关键工艺，有利于提高导轨直线精度，同时保证其耐磨性和使用寿命。

针对初始挠度较大、长度较长、弯曲形状较为复杂的直线导轨，单步矫直局限性很大，无法通过单步矫直完成直线度修正，需要采用多步精密矫直才能达到直线度修正的目的。因此，为了提高矫直加工的效率，更好地改善矫直精度，本文提出了一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法，能够确保矫直过程中直线导轨的挠曲线状态在每个矫直步后跟随更新，有助于提高矫直效率，可有效改善矫直效率和矫直精度。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直规划方法，包括以下步骤：

1)建立所述平面弯曲直线导轨的多点离散精密矫直过程综合坐标系，所述的描述多点离散精密矫直过程的综合坐标系包括工件测量坐标系{S_M}、工件参考坐标系{S_W}、工件矫直坐标系{S_S}和矫直压头局部坐标系{S_T}；

2)将工件测量坐标系{S_M}下的直线导轨平面挠曲线表达式转化为工件参考坐标系{S_W}下的直线导轨平面挠曲线表达式，生成直线导轨平面挠曲线；

3)根据工件参考坐标系{S_W}下的直线导轨平面挠曲线表达式，基于单步矫直的边界条件，求得矫直步数、矫直步序和各矫直步的矫直跨距及起终点坐标；

4)根据所确定的矫直步数、矫直步序和各矫直步的矫直跨距及起终点坐标，依次针对每个矫直步序，在工件参考坐标系{S_W}下通过每个矫直步序对应的矫直跨距及起终点坐标，获得每个矫直步序的初始挠度，并求得每个矫直步序的矫直行程和截面转角；

5)建立所述平面弯曲直线导轨多点离散精密矫直过程的矫直参考平面{P_re}，依照矫直步序，依次将工件参考坐标系{S_W}下的直线导轨平面挠曲线表达式转化为工件矫直坐标系{S_S}下的直线导轨平面挠曲线表达式，在矫直压头局部坐标系{S_T}下施加矫直行程，并在工件矫直坐标系{S_S}下求得每个矫直步序后的直线导轨平面挠曲线表达式；

6)将多点离散矫直完成后的工件矫直坐标系{S_S}下的直线导轨平面挠曲线表达式逆向转化为工件参考坐标系{S_W}下的直线导轨平面挠曲线表达式，建立导轨挠曲线的控制点集{ⁿP_ij}(i＝1,2,K,n)，计算平面弯曲直线导轨的直线精度。