一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109491321A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811479946.5(22)申请日2018.12.05(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市沈阳经济技术开发区沈辽西路111号(72)发明人王丽梅张康(74)专利代理机构沈阳亚泰专利商标代理有限公司21107代理人邵明新(51)Int.Cl.G05B19/19(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法(57)摘要本发明属于精密高效数控加工技术领域，其对于不同曲率变化的自由曲线均可有效提升轮廓误差估计的准确度,进而降低轮廓跟踪运动中产生的轮廓误差。包括以下步骤：步骤一：计算H型精密运动平台期望加工轮廓上任意一参考点R1(t)处的曲率ρ及曲率半径r；步骤二：计算H型精密运动平台期望加工轮廓上任意一参考点R1(t)处切线与X轴夹角α；步骤三：根据几何关系计算内切圆的圆心坐标(OxOy)；步骤四：利用三角形面积计算圆心角β及其对应的弧长l；步骤五：以圆弧长l计算R2(t)到R1(t)的运动时间Δt；步骤六：利用二阶泰勒级数展开式计算R2(t)的坐标(R2xR2y)；步骤七：利用三角形面积计算得到任意轨迹的估计轮廓误差Ec。CN109491321ACN109491321A权利要求书1/2页1.一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：计算H型精密运动平台期望加工轮廓上任意一参考点R1(t)处的曲率ρ及曲率半径r；步骤二：计算H型精密运动平台期望加工轮廓上任意一参考点R1(t)处切线与X轴夹角α；步骤三：根据几何关系计算内切圆的圆心坐标(OxOy)；步骤四：利用三角形面积计算圆心角β及其对应的弧长l；步骤五：以圆弧长l计算R2(t)到R1(t)的运动时间Δt；步骤六：利用二阶泰勒级数展开式计算R2(t)的坐标(R2xR2y)；步骤七：利用三角形面积计算得到任意轨迹的估计轮廓误差Ec。2.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤一中曲率ρ及曲率半径r具体为：其中，为期望加工轮廓在R1(t)处以Y轴为自变量时的斜率；为在R1(t)处以X轴为自变量时的二阶导。3.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤二的切线与X轴夹角α具体为：其中，为期望加工轮廓在R1(t)处以X轴为自变量时的斜率。4.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤三所述内切圆的圆心坐标(OxOy)具体为：其中，Ox，Oy分别为内切圆圆心横坐标和纵坐标；R1x，R1y分别为R1(t)点的横坐标和纵坐标。5.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤四中圆心角β及其对应的弧长l具体为：其中，三角形OR1(t)P1(t)的面积：2CN109491321A权利要求书2/2页其中，P1x，P1y为P1(t)点的横坐标和纵坐标；则圆弧长l＝rβ。6.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤五中R2(t)到R1(t)的运动时间Δt具体为：其中，为R2(t)到R1(t)的平均进给率，分别为R1(t)和P1(t)处的进给率。7.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤六中R2(t)的坐标具体为：其中，和分别为在R1(t)处X轴和Y轴方向的进给率和加速度；和分别为在P1(t)处X轴和Y轴方向的进给率和加速度。8.根据权利要求1所述的一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法，其特征在于：所述步骤七中估计轮廓误差具体为：其中，R2x，R2y分别为R1(t)点的横坐标和纵坐标。3CN109491321A说明书1/5页一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法技术领域[0001]本发明属于精密高效数控加工技术领域，涉及一种基于H型精密运动平台的轮廓误差估计方法。背景技术[0002]在现代数控机床中，多轴伺服系统的轮廓跟踪运动为一重要应用，且广泛应用于各种类型加工。因此，如何降低轮廓跟踪运动过程中的误差为重点发展技术，而现今主要用于轮廓跟踪精度的指标为追踪误差与轮廓误差，其中追踪误差定义为期望位置点至实际位置点的距离；而轮廓误差定义为实际位置点至整个期望轨迹上的最短距离，因此轮廓误差为判断加工轮廓偏离期望轨迹的重要依据。[0003]现有估计轮廓误差的方法，多以实际位置点至近似轮廓误差发生点的距离为估计值，其余则采取迭代计算的方式；将可能的轮廓误差发生点附近的线段细分为数个命令点