1.一种数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,获取目标机床的笛卡尔坐标系;
S2,设置以所述笛卡尔坐标系的坐标轴作为运动轴向进行单轴运动的测量轨迹;各坐标轴分别对应三条相互平行于该坐标轴、且不在同一平面上的测量轨迹;
S3,选择运动轴向,获取目标机床沿着所述运动轴向对应的三条测量轨迹上运行时,目标机床的实际运行测量点与理想运行测量点之间的定位误差数据;
S4,根据空间角几何关系以及所述定位误差数据,获得目标机床的俯仰及偏摆误差角度;
所述空间角几何关系在于:在所述步骤S3中的三条测量轨迹上分别选择位于同一距离的测量点,将所述测量点连接构成的误差平面的法向量分别投影在所述步骤S3中的运动轴所在的两个笛卡尔坐标平面上,以该运动轴的单位向量与所述法向量在所述笛卡尔坐标平面上的投影向量形成的夹角作为俯仰及偏摆误差角度;
对于理想运行测量点 实际运行测量点 俯
仰及偏摆误差角度按以下公式表示:
其中, 表示理想运行距离, 表示实际运行距离;公式字符右上角的角标k表示测量轨迹;公式字符右下角的角标中第一个字母u,v,w表示误差方向,取值为x,y,z;公式字符右下角的角标中第二个字母vi表示运动方向,i表示测量轨迹k上第i个测量点,v取值为x,y,z,i取值1,2,...。
2.根据权利要求1所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法,其特征在于,所述测量轨迹包括与坐标轴重合的情况。
3.根据权利要求1所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法,其特征在于,在测量轨迹的通用情况中,各组测量轨迹的初始点的距离在所用坐标系中表示为所述俯仰及偏摆误差角度的简化模型按以下
公式表示:
4.根据权利要求1所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法,其特征在于,对于由以下空间坐标的点:A(0,0,0)、B(0,LY,0)、C(‑LX,LY,0)、D(‑LX,0,0)、E(0,0,LZ)、F(0,LY,LZ)、G(‑LX,LY,LZ)、H(‑LX,0,LZ)构成的几何空间,在以所述几何空间的各棱边作为测量轨迹的情况中,所述俯仰及偏摆误差角度的简化模型按以下公式表示:
5.根据权利要求1所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法,其特征在于, 的正负号取决于 的正负号。
6.一种数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识系统,其特征在于,包括依序连接的坐标系获取模块(1)、测量轨迹设置模块(2)、定位误差数据获取模块(3)以及误差角度获取模块(4);其中:所述坐标系获取模块(1)用于获取目标机床的笛卡尔坐标系;
所述测量轨迹设置模块(2)用于设置以所述笛卡尔坐标系的坐标轴作为运动轴向进行单轴运动的测量轨迹;各坐标轴分别对应三条相互平行于该坐标轴、且不在同一平面上的测量轨迹;
所述定位误差数据获取模块(3)用于选择运动轴向,获取目标机床沿着所述运动轴向对应的三条测量轨迹上运行时,目标机床的实际运行测量点与理想运行测量点之间的定位误差数据;
所述误差角度获取模块(4)用于根据空间角几何关系以及所述定位误差数据,获得目标机床的俯仰及偏摆误差角度;
所述空间角几何关系在于:在所述定位误差数据获取模块(3)中的三条测量轨迹上分别选择位于同一距离的测量点,将所述测量点连接构成的误差平面的法向量分别投影在所述定位误差数据获取模块(3)中的运动轴所在的两个笛卡尔坐标平面上,以该运动轴的单位向量与所述法向量在所述笛卡尔坐标平面上的投影向量形成的夹角作为俯仰及偏摆误差角度;
对于理想运行测量点 实际运行测量点 俯
仰及偏摆误差角度按以下公式表示:
其中, 表示理想运行距离, 表示实际运行距离;公式字符右上角的角标k表示测量轨迹;公式字符右下角的角标中第一个字母u,v,w表示误差方向,取值为x,y,z;公式字符右下角的角标中第二个字母vi表示运动方向,i表示测量轨迹k上第i个测量点,v取值为x,y,z,i取值1,2,...。
7.一种存储介质,其上储存有计算机程序,其特征在于:所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法的步骤。
8.一种计算机设备,其特征在于:包括存储介质、处理器以及储存在所述存储介质中并可被所述处理器执行的计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的数控机床俯仰误差及偏摆误差辨识方法的步骤。