[发明专利]基于NC代码重构的三轴机床几何误差补偿方法

摘要

本发明公开了一种基于NC代码重构的三轴机床几何误差补偿方法，用于解决现有几何误差补偿方法实用性差的技术问题。技术方案是首先根据数控机床结构和类型建立数控机床拓扑结构和开环运动链，然后在机床基座上创建基坐标系W，再分别在X、Y、Z轴溜板、刀具和工件上分别创建局部坐标系，根据不同直角坐标系之间的运动变换关系建立无几何误差情况下和存在几何误差情况下建立坐标系之间齐次坐标变换矩阵转换关系，通过NC代码重构的方法进行三轴机床几何误差补偿，将经过重构的NC代码在机床上进行加工，实现对机床几何误差的补偿。本发明采用NC代码重构，在不改变机床硬件结构的情况下提高了机床的加工精度，实用性好。

主权项

1.一种基于NC代码重构的三轴机床几何误差补偿方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、根据数控机床结构和类型建立数控机床拓扑结构和开环运动链；步骤二、在机床基座上创建基坐标系W，然后分别在X、Y、Z轴溜板、刀具和工件上分别创建局部坐标系，局部坐标系方向与基坐标系方向一致；步骤三、根据不同直角坐标系之间的运动变换关系，建立无几何误差情况下和存在几何误差情况下，坐标系之间齐次坐标变换矩阵转换关系；步骤四、把步骤三建立坐标系之间齐次坐标变换矩阵转换关系代入到由工件坐标系到参考坐标系的运动链和刀具坐标系到参考坐标系的运动链，得到在工件坐标系的工件点坐标相对于参考坐标系的误差矩阵RTW和刀具坐标系内刀尖点坐标相对于参考坐标系的误差矩阵为RTT；刀具刀尖点和工件加工点在参考坐标系中的相对误差模型为：RPe＝R[Xe Ye Ze 1]T＝RTW‑RTT步骤五、把加工工件输入到CAM软件，得到加工工件的NC数控程序代码；步骤六、将加工工件的NC数控程序代码以及三轴数控机床的几何误差值，代入到步骤四刀具刀尖点和工件加工点在参考坐标系中的相对误差模型，得到每一行NC数控程序代码中刀尖点相对于每一个加工点在参考坐标系下三个坐标方向的误差值Xe、Ye、Ze；步骤七、通过NC数控程序代码重构的方法进行三轴机床几何误差补偿；由原始的每一行中的NC数控程序代码X、Y、Z加上由步骤六得到的对应的误差值Xe、Ye、Ze，得到误差补偿后的NC数控程序代码X*、Y*、Z*；具体公式如下：步骤八、把经过重构的NC数控程序代码在机床上进行加工，实现对机床几何误差的补偿。