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申请/专利权人：扬州大学

摘要：本发明公开了一种面向侧铣圆柱度的数控机床敏感几何误差辨识方法，包括以下步骤，定义数控机床的几何误差；建立机床几何误差——圆柱度的映射析模型；辨识影响圆柱度评价的敏感几何误差；本发明能分析刀具侧铣加工圆柱工艺下机床各几何误差源对圆柱度的影响，从而辨识出对于圆柱度评价标准影响较大的关键几何误差，为后续机床几何误差的建模补偿提供理论依据，以提高机床几何误差的补偿效率。

主权项：1.一种面向侧铣圆柱度的数控机床敏感几何误差辨识方法，其特征在于：包括以下步骤，定义数控机床的几何误差；建立机床几何误差——圆柱度的映射解析模型，包括以下步骤，求解受几何误差影响下侧铣圆柱的实际刀具切削点；结合圆柱度采样策略，进一步得到实际加工圆柱时的刀具接触点；通过刀具接触点集合，预测受几何误差影响下圆柱加工后的圆柱度误差，具体步骤为，将作为圆柱度测量的采样点集合，代入所需圆柱度评价标准进行计算，得到所需圆柱度评价标准下的圆柱度值，结合圆柱度采样策略，进一步得到实际加工圆柱时的刀具接触点，以采样策略——垂直轴线的截面圆法为例，包括以下步骤，截面圆法圆柱度采点时，沿圆柱轴线方向以等间距取m个采样截面，在每个截面圆内的被测轮廓上取n个采样点，组成采样点集合；结合截面圆法采样策略，对n个刀具切削点的实际位置坐标沿其实际姿态坐标等间距h截取mn个点，组成点集合 为第I个刀具切削点在工件坐标系的实际位置坐标，为第I个刀具切削点在工件坐标系的实际姿态坐标，下标J表示第J个截面；在侧铣工艺下，刀具接触点的轨迹和轴线上刀位点的轨迹是以刀具半径r为距离的等距面，圆柱度结果保持一致，点集合可以忽视刀具半径r，视为实际加工圆柱时的刀具接触点集合；预测侧铣工艺下圆柱受几何误差影响加工出的圆柱度公差，由此建立机床几何误差——圆柱度的映射解析模型；辨识影响圆柱度评价的敏感几何误差，具体步骤为，依据机床几何误差——圆柱度的映射解析模型，采用敏感指数代表单一误差项变化对圆柱度评价的影响程度，采用耦合指数代表单一误差项与其它误差之间的关联程度；获得影响圆柱度评价的数控机床敏感几何误差项；依据机床几何误差——圆柱度的映射解析模型，采用敏感指数代表单一误差项变化对圆柱度评价的影响程度，采用耦合指数代表单一误差项与其它误差之间的关联程度的具体步骤为，将机床几何误差——圆柱度的映射解析模型简化如下， 构建41维，所有元素均为1的严格下三角矩阵，并在该矩阵最后一行增加一个元素均为1的行向量，组成42·41维矩阵S；F为元素全为1的42·41维矩阵；D*为41维对角矩阵且主对角线上元素均为1或-1，生成1、-1的概率相同；从而得到关于变量的随机化矩阵F*如下；F*＝2S-FD*+F5；Δ＝140；生成样本集，G*随机均匀从样本集抽取元素，组成41维行向量；构建42维列向量ξ，其元素均为1；构建随机矩阵P*，P*为41维方阵且每一行和列只有一个元素为1，其余元素均为0；构建随机化采样矩阵S*，从而保证每次只有一个输入参数发生改变，S*计算如下所示； S*为42·41维随机矩阵且相邻两行间只有一个变量的取值发生变化，差异量为Δ，将其用于对机床几何误差——圆柱度的映射解析模型的输入变量进行赋值；输入变量为41项几何误差，输出为圆柱度值若某相邻两行间只有第i列几何误差项gi发生改变，则由此引发的圆柱度变化称为基本效应 将S*中相邻行元素作为模型输入变量，得到41项几何误差的基本效应，重复上述过程循环采样SN次，得到每个几何误差项的SN次基本效应，计算每个几何误差基本效应的均值μi和标准差σi作为敏感指数和耦合指数，从而确定每个几何误差对圆柱度评价的影响关系，

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