一种多轴并联机床误差补偿方法、装置、设备及存储介质

本发明涉及误差补偿，尤其涉及一种多轴并联机床误差补偿方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着微电子、军工、航空航天等技术的发展，对零件加工精度和复杂度的要求越来越高，以精密五轴机床、高精度机器人等为代表的多自由度机构备受青睐。但由于制造与装配误差，导致机构的实际结构与理论结构存在较大偏差，降低了机构定位精度。误差补偿是一种能有效提高定位精度的方法，但其补偿效果非常依赖于所建误差模型的准确性。传统的多轴末端执行器误差补偿方法主要通过雅可比建模，然而基于雅可比矩阵补偿的方法中，雅可比矩阵中的几何参数与实际参数存在一定误差，且在雅可比建模时采用的等价无穷小替代和舍去高阶小量的处理方式，会导致建立的雅可比模型存在建模误差，造成多轴误差补偿后仍存在残余误差，影响机构末端执行器的操作精度。

技术实现思路

1、本发明提供了一种多轴并联机床误差补偿方法、装置、设备及存储介质，用于解决现有的多轴并联机床误差补偿方法精度较差的技术问题。

2、本发明提供了一种多轴并联机床误差补偿方法，包括：

3、构建所述多轴并联机床的理论雅可比模型；

4、获取所述理论雅可比模型的若干个几何参数，并分别采用各所述几何参数构建单一几何误差模型；

5、采用所述理论雅可比模型和所述单一几何误差模型构建含建模误差的单一几何误差模型；

6、求解所述含建模误差的单一几何误差模型，得到带建模误差的单一几何误差；

7、将所述带建模误差的单一几何误差代入所述理论雅可比模型，构建带修正量的雅可比模型；

8、基于所述带修正量的雅可比模型生成所述多轴并联机床的电机修正量；

9、根据所述电机修正量计算修正后电机总位移量；

10、将各修正后电机总位移量代入误差预测评估模型计算出不同几何参数下的预测补偿误差；

11、选取各所述几何参数对应的预测补偿误差中的最小值，作为目标补偿误差。

12、可选地，所述构建所述多轴并联机床的理论雅可比模型的步骤，包括：

13、获取所述多轴并联机床的电机补偿量和末端执行器误差；

14、采用所述电机补偿量和所述末端执行器误差构建理论雅可比模型。

15、可选地，所述采用所述理论雅可比模型和所述单一几何误差模型构建含建模误差的单一几何误差模型的步骤，包括：

16、计算所述理论雅可比模型和所述单一几何误差模型的建模误差差异；

17、将所述建模误差差异代入所述单一几何误差模型，构建含建模误差的单一几何误差模型。

18、可选地，所述将各修正后电机总位移量代入误差预测评估模型计算出不同几何参数下的预测补偿误差的步骤，包括：

19、将所述修正后电机总位移量输入预设的虚拟线性模型，得到电机修正输出；

20、计算理论电机输入下所述虚拟线性模型的理论虚拟输出；

21、计算所述电机修正输出与理论虚拟输出的第一输出比；

22、获取实际模型偏差系数；

23、采用所述实际模型偏差系数和所述第一输出比计算所述电机修正输出与实际物理模型输出的第二输出比；

24、获取所述理论电机输入下所述虚拟线性模型的运动学理论输出；

25、采用所述第二输出比和所述运动学理论输出，计算不同几何参数下的预测补偿误差。

26、本发明还提供了一种多轴并联机床误差补偿装置，包括：

27、理论雅可比模型构建模块，用于构建所述多轴并联机床的理论雅可比模型；

28、单一几何误差模型构建模块，用于获取所述理论雅可比模型的若干个几何参数，并分别采用各所述几何参数构建单一几何误差模型；

29、含建模误差的单一几何误差模型构建模块，用于采用所述理论雅可比模型和所述单一几何误差模型构建含建模误差的单一几何误差模型；

30、求解模块，用于求解所述含建模误差的单一几何误差模型，得到带建模误差的单一几何误差；

31、带修正量的雅可比模型构建模块，用于将所述带建模误差的单一几何误差代入所述理论雅可比模型，构建带修正量的雅可比模型；

32、电机修正量生成模块，用于基于所述带修正量的雅可比模型生成所述多轴并联机床的电机修正量；

33、修正后电机总位移量计算模块，用于根据所述电机修正量计算修正后电机总位移量；

34、误差预测评估模块，用于将各修正后电机总位移量代入误差预测评估模型计算出不同几何参数下的预测补偿误差；

35、目标补偿误差选取模块，用于选取各所述几何参数对应的预测补偿误差中的最小值，作为目标补偿误差。

36、可选地，所述理论雅可比模型构建模块，包括：

37、电机补偿量和末端执行器误差获取子模块，用于获取所述多轴并联机床的电机补偿量和末端执行器误差；

38、理论雅可比模型构建子模块，用于采用所述电机补偿量和所述末端执行器误差构建理论雅可比模型。

39、可选地，所述含建模误差的单一几何误差模型构建模块，包括：

40、建模误差差异计算子模块，用于计算所述理论雅可比模型和所述单一几何误差模型的建模误差差异；

41、含建模误差的单一几何误差模型构建子模块，用于将所述建模误差差异代入所述单一几何误差模型，构建含建模误差的单一几何误差模型。

42、可选地，所述误差预测评估模块，包括：

43、电机修正输出获取子模块，用于将所述修正后电机总位移量输入预设的虚拟线性模型，得到电机修正输出；

44、理论虚拟输出计算子模块，用于计算理论电机输入下所述虚拟线性模型的理论虚拟输出；

45、第一输出比计算子模块，用于计算所述电机修正输出与理论虚拟输出的第一输出比；

46、实际模型偏差系数获取子模块，用于获取实际模型偏差系数；

47、第二输出比计算子模块，用于采用所述实际模型偏差系数和所述第一输出比计算所述电机修正输出与实际物理模型输出的第二输出比；

48、运动学理论输出获取子模块，用于获取所述理论电机输入下所述虚拟线性模型的运动学理论输出；

49、电机修正实际输出计算子模块，用于采用所述第二输出比和所述运动学理论输出，计算不同几何参数下的预测补偿误差。

50、本发明还提供了一种电子设备，所述设备包括处理器以及存储器：

51、所述存储器用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；

52、所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行如上任一项所述的多轴并联机床误差补偿方法。

53、本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储程序代码，所述程序代码用于执行如上任一项所述的多轴并联机床误差补偿方法。

54、从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明公开了一种多轴并联机床误差补偿方法，包括：构建多轴并联机床的理论雅可比模型；获取理论雅可比模型的若干个几何参数，并分别采用各几何参数构建单一几何误差模型；采用理论雅可比模型和单一几何误差模型构建含建模误差的单一几何误差模型；求解含建模误差的单一几何误差模型，得到带建模误差的单一几何误差；将带建模误差的单一几何误差代入理论雅可比模型，构建带修正量的雅可比模型；基于带修正量的雅可比模型生成多轴并联机床的电机修正量；根据电机修正量计算修正后电机总位移量；将各修正后电机总位移量代入误差预测评估模型计算出不同几何参数下的预测补偿误差；选取各几何参数对应的预测补偿误差中的最小值，作为目标补偿误差。从而提高了多轴并联机床误差补偿的精度。