基于误差迭代的加工误差动态补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法，包括：S1、获取原始加工指令曲线CMD_ORG(t)；S2、设置调整曲线ADJ(t)，并设定ADJ(t)＝0；S3、计算当前加工指令曲线CMD(t)；S4、根据当前加工指令曲线执行当前加工指令，获得实际响应曲线R(t)；S5、计算误差曲线ERR(t)；S6、对所述调整曲线进行重新赋值，赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1‑K)*ERR(t)，其中0<K<1；S7、判断加工是否完成，若是，则结束流程，若否，则返回步骤S3。本发明专利技术动态地对加工过程的误差进行补偿和控制，可以有效地提高加工过程中轮廓跟踪的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控制领域，特别是涉及一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法。
技术介绍
在精密制造领域，如利用机床进行高精加工，加工误差在受到机械刚性、运动部件惯量、温度、摩擦系数、润滑条件等物理因素影响的同时也受到控制系统运动控制律、伺服系统响应速度等算法因素的影响，这些影响很难或者根本就不可能建立准确的数学模型，因此很难从数学上对应。在实际加工中，特别是零件加工追踪，加工条件都是相对比较稳定的，如相同的机械刚性、相同的运动部件惯量、润滑条件、缓慢变化的温度，以及相同的控制律和伺服系统；在相同的加工条件下、同样加工过程产生的误差也具有极大的相似性。因此利用已加工过程的误差信息对未加工过程进行优化具有一定的可行性。经过文献和专利检索，目前还没有技术文献来处理这种问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中还没有利用已加工过程的误差信息对未加工过程进行优化的缺陷，提供一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：本专利技术提供了一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法，其特点在于，包括以下步骤：S1、获取原始加工指令曲线；S2、设置一调整曲线，并设定所述调整曲线初始值为0；S3、计算当前加工指令曲线，计算公式为：CMD(t)＝CMD_ORG(t)+ADJ(t)；其中CMD(t)表示当前加工指令曲线，CMD_ORG(t)表示原始加工指令曲线，ADJ(t)表示调整曲线；S4、根据当前加工指令曲线执行当前加工指令，获得实际响应曲线；S5、计算误差曲线，计算公式为：ERR(t)＝CMD_ORG(t)-R(t)；其中ERR(t)表示误差曲线，R(t)表示实际响应曲线；S6、对所述调整曲线进行重新赋值，赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1-K)*ERR(t)，其中0<K<1；S7、判断加工是否完成，若是，则结束流程，若否，则返回步骤S3。较佳地，步骤S5和S6之间还包括：S51、对误差曲线进行滤波，获得滤波后的误差曲线；步骤S6的赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1-K)*F_ERR(t)；其中F_ERR(t)为滤波后的误差曲线。较佳地，步骤S51中利用微分跟踪器对误差曲线进行时域滤波，微分跟踪器的微分上限设置为对应机器轴的理论最大加速度值。较佳地，步骤S6和S7之间还包括：S61、对调整曲线进行滤波。较佳地，步骤S61中对调整曲线进行窗口宽度为5个点的平均滤波。本专利技术的积极进步效果在于：本专利技术实现了利用已加工过程的误差对未加工过程进行优化，动态地对加工过程的误差进行补偿和控制，通过本专利技术的方法可以有效地提高加工过程中轮廓跟踪的精度，可以广泛地适用于高精度运动控制领域。附图说明图1为本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法的流程图。图2为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法之前的原始误差效果示意图。图3为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第一次迭代补偿后的误差效果示意图。图4为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第二次迭代补偿后的误差效果示意图。图5为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第三次迭代补偿后的误差效果示意图。图6为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第四次迭代补偿后的误差效果示意图。图7为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第五次迭代补偿后的误差效果示意图。图8为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第六次迭代补偿后的误差效果示意图。图9为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第七次迭代补偿后的误差效果示意图。图10为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第八次迭代补偿后的误差效果示意图。图11为加工过程中利用本专利技术的较佳实施例的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法进行第九次迭代补偿后的误差效果示意图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。如图1所示，本专利技术的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法包括以下步骤：步骤101、获取原始加工指令曲线CMD_ORG(t)；步骤102、设置一调整曲线ADJ(t)，并设定所述调整曲线初始值为0，即设置ADJ(t)＝0；步骤103、计算当前加工指令曲线CMD(t)，计算公式为：CMD(t)＝CMD_ORG(t)+ADJ(t)；其中CMD(t)表示当前加工指令曲线，CMD_ORG(t)表示原始加工指令曲线，ADJ(t)表示调整曲线；步骤104、根据当前加工指令曲线执行当前加工指令，获得实际响应曲线R(t)；步骤105、计算误差曲线ERR(t)，计算公式为：ERR(t)＝CMD_ORG(t)-R(t)；其中ERR(t)表示误差曲线，R(t)表示实际响应曲线；步骤106、对误差曲线ERR(t)进行滤波，得到滤波后的误差曲线F_ERR(t)，具体地，会利用微分跟踪器对误差曲线进行时域滤波，微分跟踪器的微分上限设置为对应机器轴所能达到的理论最大加速度值；步骤107、对所述调整曲线进行重新赋值，赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1-K)*ERR(t)，其中0<K<1；步骤108、对重新赋值后的调整曲线进行滤波；具体地，对调整曲线进行窗口宽度为5个点的平均滤波；步骤109、判断加工是否完成，若是，则结束流程，若否，则返回步骤103。本专利技术提供了一种在重复加工中利用已知加工过程的误差数据对加工指令进行调整的方法，本专利技术利用已加工过程的误差对未加工过程进行优化，其原理是：将加工过程中的误差当成各种影响因素在加工指令曲线下的反应，这种反应具有局部性和重复性，因此可以对误差曲线进行处理，依据处理后的曲线对指令曲线进行修正、进而改善控制系统的跟随性能。下面对本专利技术的基于误差迭代的加工误差动态补偿方法的具体原理进行详细描述：以一维运动为例，设指令曲线为cmd(t)，对应加工过程误差曲线为e(t)，则实际加工过程曲线为r(t)＝cmd(t)-e(t)；考虑新的指令曲线cmd2(t)＝cmd(t)+e(t)，对应加工过程误差为e2(t)，即r2(t)＝cmd2(t)-e2(t)＝cmd(t)+e(t)-e2(t)。由于e(t)和e2(t)都是各种物理和控制的因素在加工曲线下的反应，而且基于相同指令曲线产生相同误差曲线的事实和误差曲线总是很小的事实，因此推定在cmd2(t)和cmd(t)曲线产生的误差曲线具有较高的相似性：e(t)≈e2(t)，记e_new(t)＝e2(t)-e(t)，有e_new(t)<e(t)，即r2(t)＝cmd(t)-e_new(t)相对于r(t)＝cmd(t)-e(t)更接近于cmd(t)，从而达到了改善控制系统跟随性的目的。在加工中机床对于高频信号并没有很好的响应能力，一般的加工指令通过运动规划也避免了过多的高频信号。然而误差曲线由于是在各种因素影响下产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取原始加工指令曲线；S2、设置一调整曲线，并设定所述调整曲线初始值为0；S3、计算当前加工指令曲线，计算公式为：CMD(t)＝CMD_ORG(t)+ADJ(t)；其中CMD(t)表示当前加工指令曲线，CMD_ORG(t)表示原始加工指令曲线，ADJ(t)表示调整曲线；S4、根据当前加工指令曲线执行当前加工指令，获得实际响应曲线；S5、计算误差曲线，计算公式为：ERR(t)＝CMD_ORG(t)‑R(t)；其中ERR(t)表示误差曲线，R(t)表示实际响应曲线；S6、对所述调整曲线进行重新赋值，赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1‑K)*ERR(t)，其中0<K<1；S7、判断加工是否完成，若是，则结束流程，若否，则返回步骤S3。

【技术特征摘要】
1.一种基于误差迭代的加工误差动态补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取原始加工指令曲线；S2、设置一调整曲线，并设定所述调整曲线初始值为0；S3、计算当前加工指令曲线，计算公式为：CMD(t)＝CMD_ORG(t)+ADJ(t)；其中CMD(t)表示当前加工指令曲线，CMD_ORG(t)表示原始加工指令曲线，ADJ(t)表示调整曲线；S4、根据当前加工指令曲线执行当前加工指令，获得实际响应曲线；S5、计算误差曲线，计算公式为：ERR(t)＝CMD_ORG(t)-R(t)；其中ERR(t)表示误差曲线，R(t)表示实际响应曲线；S6、对所述调整曲线进行重新赋值，赋值公式为：ADJ(t)＝ADJ(t)*K+(1-K)*ERR(t)，其中0<K<1；S7、判断加工是否完成，若是，则结束流程，...

【专利技术属性】
技术研发人员：安杰，卢红星，
申请(专利权)人：上海铼钠克数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31