【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及五轴机床控制，具体涉及一种数控机床空间定位热误差补偿方法及五轴机床。
技术介绍
1、数控机床，是数字控制机床(computer numerical control machine tools)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。为实现较好的加工精度，通常需要考虑到数控机床各轴在运动过程中产生的误差。一般来说，误差主要包括机床各运动部件在运动时产生的几何误差，以及机床在加工过程中，各部件受热伸长引入的热误差。
2、现有技术中，针对机床在运动过程中的几何误差补偿和热误差补偿已存在一定的方法。
3、比如，中国专利cn201610159196.8公开了一种数控机床热误差在线补偿方法及系统；采集数控机床关键测点温度数据，根据多元线性回归热误差模型计算数控机床理论热误差值，计算补偿值并判断是否满足设定的补偿阈值上下限范围。通过构建多元线性回归热误差模型，将其作为数控机床热误差在线补偿子单元嵌入到面板控制单元的人机交互界面中，无需外置补偿器，极大的提高了系统的通用性；同时，利用模糊聚类分析方法和多元线性回归理论计算数控机床补偿值，并采用外部坐标变换方式执行在线补偿，操作便捷、实时性强。
4、再比如，中国专利cn202110602232.4公开了一种五轴机床几何误差补偿方
5、但是，在实际实施过程中，专利技术人发现，该类技术方案主要侧重于对机床的运动轴在实际控制时的运动误差进行补偿，而在五轴机床较长的加工过程中，定位层面引入的误差则被忽略了。这导致了机床在工作过程中容易因为定位误差导致加工精度不佳的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的上述问题，现提供一种数控机床空间定位热误差补偿方法；另一方面，还提供用于实施该数控机床空间定位热误差补偿方法的存储器。
2、具体技术方案如下：
3、一种数控机床空间定位热误差补偿方法，包括：
4、步骤s1：针对待补偿机床的每个运动轴分别构建包含温度项因变量的定位精度热误差模型；
5、步骤s2：对所述待补偿机床测量实际定位误差，并依照所述实际定位误差对所述定位精度热误差模型进行优化得到优化模型；
6、步骤s3：采用所述优化模型对所述待补偿机床的空间定位过程进行补偿。
7、另一方面，所述步骤s1之前还包括：
8、步骤a11：对所述待补偿机床采集温度数据以拟合机床温度分布数据；
9、步骤a12：依照所述机床温度分布数据筛选得到多个显著温差点；
10、步骤a13：于所述显著温差点上设置温度传感器并采集测点温度数据；
11、所述步骤s1中，基于所述温度传感器的所述测点温度数据构建所述定位精度热误差模型。
12、另一方面，所述步骤s1包括：
13、步骤s11：针对每个所述运动轴的每项几何误差分别采用多项式生成基于温度的敏感系数；
14、步骤s12：依照所述敏感系数在运动轴位置相关几何误差模型中添加所述温度项因变量，以得到所述定位精度热误差模型。
15、另一方面，所述步骤s11中，所述敏感系数的生成方法包括：
16、式中，为运动轴x轴误差项exx的敏感系数，ti(t)表示第i个温度传感器在t时刻的读数，kij表示热误差多项式拟合系数，bij表示热误差多项式拟合偏置。
17、另一方面，所述步骤s12中，所述运动轴位置相关几何误差模型包括：
18、
19、式中，为刀具坐标系相对于机床坐标系的变换矩阵；
20、表示运动轴x轴坐标系相对于所述机床坐标系的变换矩阵，为所述运动轴x轴坐标系相对于所述机床坐标系的几何误差的变换矩阵；
21、表示运动轴y轴坐标系相对于所述运动轴x轴坐标系的变换矩阵，为所述运动轴y轴坐标系相对于所述运动轴x轴坐标系的几何误差的变换矩阵；
22、表示运动轴z轴坐标系相对于所述运动轴y轴坐标系的变换矩阵，为所述运动轴z轴坐标系相对于所述运动轴y轴坐标系的几何误差的变换矩阵；
23、表示旋转轴c轴坐标系相对于所述运动轴z轴坐标系的变换矩阵，为所述旋转轴c轴坐标系相对于所述运动轴z轴坐标系的几何误差的变换矩阵；
24、表示旋转轴a轴坐标系相对于所述旋转轴c轴坐标系的变换矩阵，为旋转轴a轴坐标系相对于所述旋转轴c轴坐标系的几何误差的变换矩阵。
25、另一方面，所述步骤s12中，在所述运动轴x轴坐标系相对于所述机床坐标系的几何误差的变换矩阵中添加所述温度项因变量的过程包括：
26、
27、式中，为所述运动轴x轴坐标系相对于所述机床坐标系的几何误差的变换矩阵；
28、表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的x方向位置误差；表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的y方向位置误差；表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的z方向位置误差；表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的x方向角度误差；表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的y方向角度误差；表示移动轴x轴在当前温度坐标状态下的z方向角度误差。
29、另一方面，所述移动轴x轴在当前温度坐标状态下的x方向位置误差的生成过程包括：
30、
31、式中，为几何误差项；
32、为运动轴x轴误差项exx的敏感系数；
33、ti(t)表示第i个温度传感器在t时刻的读数；
34、kij表示热误差多项式拟合系数；
35、bij表示热误差多项式拟合偏置；
36、exx(x)为运动轴x轴误差项。
37、另一方面，所述步骤s2包括：
38、步骤s21：对所述待补偿机床配置不同的环境温度和工况，并分别采集机床末端的实际定位误差；
39、步骤s22：依照所述实际定位误差对所述定位精度热误差模型的偏置项进行优化，以使得所述定位精度热误差模型的预测值符合所述实际定位误差后作为所述优化模型输出。
40、另一方面，所述步骤s3包括：
41、步骤s31：依照所述优化模型构建对应于所述待补偿机床的各运动轴误差项本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：
3.根据权利要求1所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
4.根据权利要求3所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S11中，所述敏感系数的生成方法包括：
5.根据权利要求3所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S12中，所述运动轴位置相关几何误差模型包括：
6.根据权利要求5所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S12中，在所述运动轴X轴坐标系相对于所述机床坐标系的几何误差的变换矩阵中添加所述温度项因变量的过程包括：
7.根据权利要求6所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述移动轴X轴在当前温度坐标状态下的X方向位置误差的生成过程包括：
8.根据权利要求1所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
9.根据
10.一种五轴机床，其特征在于，所述五轴机床包括控制装置，所述控制装置包括处理器和存储器；
...【技术特征摘要】
1.一种数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤s1之前还包括：
3.根据权利要求1所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤s1包括：
4.根据权利要求3所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤s11中，所述敏感系数的生成方法包括：
5.根据权利要求3所述的数控机床空间定位热误差补偿方法，其特征在于，所述步骤s12中，所述运动轴位置相关几何误差模型包括：
6.根据权利要求5所述的数控机床空间定位热误差...
【专利技术属性】
技术研发人员：王宇晗，钟磊，齐谢天，
申请(专利权)人：上海拓璞数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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