1.一種AC五軸水切割誤差補償的方法,其特征在于,所述的方法包括以下步驟:
(1)確定第一試切刀路并按照所述的第一試切刀路垂直加工出第一工件,所述的第一工件為柱體,且所述的柱體的俯視面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形,所述的第一矩形與所述的第三矩形相互平行且均與所述的第二矩形垂直連接,并位于所述的第二矩形的兩側;
(2)按照所述的第一試切刀路以傾角V1加工出第二工件;
(3)將所述的俯視面軸對稱并逆時針旋轉90°作為第二試切刀路,并按照所述的第二試切刀路以傾角V1加工出第三工件;
(4)分別測量所述的第一工件、第二工件和第三工件的第二矩形的寬度,并分別記為L1、L2和L3,將刀頭結構中A軸與C軸的夾角記錄為V2;
(5)根據V1、V2、L1、L2和L3進行誤差補償。
2.根據權利要求1所述的AC五軸水切割誤差補償的方法,其特征在于,所述的步驟(5)包括以下步驟:
(4-1)根據以下公式計算刀軸矢量IJK:
IJK[i](0,0)=tan(V3)*Vec[i](0,0)/|Vec[i]|;
IJK[i](0,1)=tan(V3)*Vec[i](0,1)/|Vec[i]|;
IJK[i](0,2)=-1;
其中,Vec[i](i=0,1)為Vec數組的第i個元素,且Vec[0]=[-1,1],Vec[1]=[1,-1],Vec[i]為XoY平面上的方向矢量,V3為所述的方向矢量與Z軸的夾角,i=1,2,IJK[i](j,k)為矩陣IJK[i]中的第j行第k列元素,j=0,k=1,2,3,|Vec[i]|為向量的模長;
(4-2)根據刀軸矢量IJK分別求出對應的A軸和C軸轉角ABC,其中ABC[i](0,0)為ABC第i個元素的A軸轉角,ABC[i](0,2)為ABC第i個元素的C軸轉角,ABC[i](0,1)=0;
(4-3)根據V2和ABC求出旋轉矩陣Rot;
(4-4)根據以下公式計算變換系數Coe:
Coe=Rot[0]-Rot[1];
(4-5)根據以下公式計算尺寸變化值C:
C[0]=L2-L1;
C[1]=L3-L1;
(4-6)根據以下公式計算誤差值E:
E[0]=Nx/Dx;
E[1]=-Ny/Dx;
E[2]=0;
Nx=C[0]*Coe(1,1)-C[1]*Coe(0,1);
Ny=C[0]*Coe(1,0)-C[1]*Coe(0,0);Dx=Coe(0,0)*Coe(1,1)-Coe(1,0)*Coe(0,1);
(4-7)令插補前后的AC轉角分別為ABCp和ABCn,根據ABCp和ABCn得到插補前后的的旋轉矩陣Rotp和Rotn;
(4-8)根據以下公式計算補償量Comp:
Comp=E*(Rotp-Rotn)。
3.一種通過權利要求1所述的方法實現AC五軸水切割誤差補償的系統,其特征在于,所述的系統包括:
五軸機床,用于通過無刀長AC五軸水切割頭加工工件;
誤差補償模塊,用于計算誤差和補償量,并控制五軸機床;
所述的計算誤差和補償量,具體為:
(1)確定第一試切刀路并按照所述的第一試切刀路垂直加工出第一工件,所述的第一工件為柱體,且所述的柱體的俯視面至少包括第一矩形、第二矩形和第三矩形,所述的第一矩形與所述的第三矩形相互平行且均與所述的第二矩形垂直連接,并位于所述的第二矩形的兩側;
(2)按照所述的第一試切刀路以傾角V1加工出第二工件;
(3)將所述的俯視面軸對稱并逆時針旋轉90°作為第二試切刀路,并按照所述的第二試切刀路以傾角V1加工出第三工件;
(4)分別測量所述的第一工件、第二工件和第三工件的第二矩形的寬度,并分別記為L1、L2和L3,將刀頭結構中A軸與C軸的夾角記錄為V2;
(5)根據V1、V2、L1、L2和L3進行誤差補償。
4.根據權利要求3所述的AC五軸水切割誤差補償的系統,其特征在于,所述的根據V1、V2、L1、L2和L3進行誤差補償,具體為:
(4-1)根據以下公式計算刀軸矢量IJK:
IJK[i](0,0)=tan(V3)*Vec[i](0,0)/|Vec[i]|;
IJK[i](0,1)=tan(V3)*Vec[i](0,1)/|Vec[i]|;
IJK[i](0,2)=-1;
其中,Vec[i](i=0,1)為Vec數組的第i個元素,且Vec[0]=[-1,1],Vec[1]=[1,-1],Vec[i]為XoY平面上的方向矢量,V3為所述的方向矢量與Z軸的夾角,i=1,2,IJK[i](j,k)為矩陣IJK[i]中的第j行第k列元素,j=0,k=1,2,3,|Vec[i]|為向量的模長;
(4-2)根據刀軸矢量IJK分別求出對應的A軸和C軸轉角ABC,其中ABC[i](0,0)為ABC第i個元素的A軸轉角,ABC[i](0,2)為ABC第i個元素的C軸轉角,ABC[i](0,1)=0;
(4-3)根據V2和ABC求出旋轉矩陣Rot;
(4-4)根據以下公式計算變換系數Coe:
Coe=Rot[0]-Rot[1];
(4-5)根據以下公式計算尺寸變化值C:
C[0]=L2-L1;
C[1]=L3-L1;
(4-6)根據以下公式計算誤差值E:
E[0]=Nx/Dx;
E[1]=-Ny/Dx;
E[2]=0;
Nx=C[0]*Coe(1,1)-C[1]*Coe(0,1);
Ny=C[0]*Coe(1,0)-C[1]*Coe(0,0);Dx=Coe(0,0)*Coe(1,1)-Coe(1,0)*Coe(0,1);
(4-7)令插補前后的AC轉角分別為ABCp和ABCn,根據ABCp和ABCn得到插補前后的的旋轉矩陣Rotp和Rotn;
(4-8)根據以下公式計算補償量Comp:
Comp=E*(Rotp-Rotn)。