CN119472506A 高精密数控机床的自适应误差补偿方法及系统 （深圳市拓智者科技有限公司）

高精密数控机床的自适应误差补偿方法及2对五轴数控机床的多维度误差进行数学建模，得到热变形位移矢量、将所述热变形位移矢量、所述摩擦力矢量和所述路径偏差矢对所述热变形量、所述摩擦力数值和所述路径误差数值进行信对所述热变形补偿增益矩阵、所述摩擦力预补偿系数矩阵和所述路径误对所述补偿位置指令、所述补偿速度指令和所述补偿加速度指令进行轨迹重构运算，对五轴数控机床的主轴单元、回转单元、转台单元和导轨单元进行温度将所述分层摩擦特性曲线输入非线性摩擦预测单元进行迭代计对工件表面接触点、刀具中心点和刀轴矢量的空间位置进行实时采样和偏差分布拟将所述热变形位移矢量输入多维度扩张状态观测器的热变形观测层对所述摩擦力矢量进行中频带宽分析，通过五轴联动运动学模型构基于所述路径偏差矢量对刀具中心点、工件表面接触点和刀轴矢量进行高频带宽分将所述热变形分层状态方程、所述摩擦力动态响应函数和所3对所述状态观测增益矩阵进行方向自适应因子配置，通过卡尔曼滤波基于所述误差分量解耦矩阵构建状态反馈方程，通过特征值分解和奇异值将所述摩擦力数值输入基于Stribeck效应的补偿预测模型，通过静摩对所述路径误差数值进行三维空间特征分析，通过工件表面接触点将所述热变形初始补偿向量、所述摩擦力初始补偿向量和所述基于所述优化初始参数组进行信任域迭代计算，对各轴补偿参数进对所述补偿参数边界条件进行矩阵分解运算，对热变形补偿参数、摩对所述热变形初始补偿向量、所述摩擦力初始补偿向量和所述路将所述优化目标函数在当前补偿参数点进行二阶泰勒展开，通过计基于所述局部二次模型，通过设定步长上限值与目标函数梯度值的对所述初始信任域半径进行动态调节，通过计算预测下降率与实将所述自适应信任域尺度代入约束条件构建单元，通过热变形补对所述参数搜索约束进行求解运算，通过计算当前补偿参数与最优补偿4将所述热变形补偿增益矩阵代入第一级热变形补偿控制器进行温度场前馈补偿计算，基于所述第一级补偿基准量进行五轴数控机床各轴的空间热变形耦将所述摩擦力预补偿系数矩阵代入第二级摩擦力补偿控制器，对静摩基于所述第二级补偿基准量构建振动抑制约束方程将所述路径误差补偿系数矩阵代入第三级路径补偿控制器，对工件表面接触点补偿将所述第三级补偿基准量输入补偿分配单元，对各轴的位置、速度对所述第一级补偿指令矩阵、所述第二级补偿指令矩阵和所述第三级将所述综合补偿指令矩阵进行分轴映射变换，得到补偿位置指令、将所述补偿位置指令、所述补偿速度指令和所述补偿加速度指令输入轨迹重构单元，对所述初始补偿轨迹数据进行刀具位姿重构计算，通过工件表面接触将所述位姿重构矩阵代入轨迹插补运算单元，通过五轴联动状态下基于所述轨迹插补基准量进行加速度连续性处理，通过设置加58.一种高精密数控机床的自适应误差补偿系统观测模块，用于将所述热变形位移矢量、所述摩擦力矢量和所述优化模块，用于对所述热变形量、所述摩擦力数值计算模块，用于对所述热变形补偿增益矩阵、所述摩擦生成模块，用于对所述补偿位置指令、所述补偿速度指令和所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述电子设备执要求1_7中任一项所述的高精密数控机床的所述指令被处理器执行时实现如权利要求1_7中任一项所述的高精密数控机床的自适应误67偿，显著提高了空间轮廓加工精度。采用分层摩擦特性曲线和动态响应函数，克服了[0012]图1是本发明实施例提供的高精密数控机床的自适应误差补偿方法的流程示意图2是本发明实施例提供的高精密数控机床的自适应误差补偿系统的结构示意性8可以理解的是，本申请的执行主体可以为高精密数控机床的自适应误差补偿系参数进行线性叠加运算，以考虑机床的几何特征和力学性能对热变形的放大或抑制作用。9换的过程是将观测数据还原到实际的物理空间中，使得补偿指令能够用于具体的机床控构建热变形初始补偿向量。将摩擦力数值输入基于Stribeck效应的补偿预测模型，热弹性变形传递链用于描述热变形在机床结构中的传递特性，考虑到各轴之间的耦合作算的结果能够在实际机床的控制系统中得以执行。这些补偿指令用于指导机床各轴的运到轨迹指令基准量。运动学正解方程用于将轨迹数据转换为各个独立轴的实际运动参数，;工过程中出现的热变形情况。将热变形传递链与机床的结构特性参数进行线性叠加运算，;力在不同工况下的变化特性。将分层摩擦特性曲线输入非线性摩擦预测单元进行迭代计;基于路径偏差矢量对刀具中心点、工件表面接触点和刀轴矢量进行高频带宽分;;;;;F分别代表静摩擦、库伦摩擦和黏性;A=Q·B;搜索范围。通过设定步长上限值Aiax与目标函数梯度值的乘积，得到初始信任域半径；定在当前补偿参数点附近的搜索范围，以确保在步长合理的情况下找到合适的参数组合。据二次模型的预测值)与实际下降率(即真实目补偿参数的物理约束条件为cx，则可行域表示为所有;;这一条件确保优化算法在找到足够接近的最优解时停止，从而避免不必要的计将热变形补偿增益矩阵代入第一级热变形补偿控制器进行温度场前馈补偿计算，将路径误差补偿系数矩阵代入第三级路径补偿控制器，对工件表面接触点补偿;;;列。;;位姿重构矩阵包含刀具在加工过程中所需要保持的空间几何关系。将位姿重构;;实施例中高精密数控机床的自适应误差补偿系统10一[0047]应当理解的是，处理器301可以是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，该处理器301还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal上述描述的电子设备300的具体工作过程，可以参考前述高精密数控机床的自适应误差补本申请实施例提供的高精密数控机床的自适应误[0052]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品