一种精度特征值在线获取方法、装置、设备及介质

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种精度特征值在线获取方法、装置、设备及介质。

背景技术

基于VDI3441标准的精度计算方法广泛用于欧洲机床生产商的数控机床精度标定，能够丈量机床各运动部位在数控装置控制下运动所能达到的位置精度。各运动部件在程序指令控制下所能达到的精度直接反映了加工零件所能达到的精度，所以定位精度在数控加工中尤为重要。

通常通过仪器检测出机床精度数据后，需要对对机床精度数据进行分析得出特征值，而现有对机床精度数据进行分析得出特征值的方法对数据的归档及历史追溯性较差，同时还需要下载安装软件，操作不便。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种精度特征值在线获取方法、装置、设备及介质，旨在解决现有对机床精度数据进行分析得出特征值的方法对数据的归档及历史追溯性较差的技术问题。

为实现上述目的，本申请提供一种精度特征值在线获取方法，包括以下步骤：

获取上传的机床精度测量文件；

读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值；其中，所述回合数表示点位测量的来回数；

根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值；其中，所述机床精度特征值包括定位精度、最大重复定位精度和反向间隙；

对所述机床精度特征值进行归档，以获得特征值数据列表。

可选地，所述读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值，包括：

读取所述机床精度测量文件中的测量点位数m以及机床运动轨迹条数l；

根据所述机床运动轨迹条数l，获得回合数n，n＝l/2；

根据所述测量点位数m和所述机床运动轨迹条数l，创建大小为l×m的二维数组；

根据所述二维数组，读取并存储所述机床精度测量文件中的误差值，记为error[l][m]。

可选地，所述根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值，包括：

分别获取测量点位位置的正向测量平均值

式中，X

根据所述正向测量平均值

根据所述反向量差U

可选地，所述根据所述正向测量平均值

分别获取测量点位位置的正向标准偏差S

根据所述正向标准偏差S

根据所述平均标准偏差

根据所述分散幅度P

可选地，所述正向标准偏差S

当n＞1时；

当n＝1时；

可选地，所述根据所述平均标准偏差

根据所述正向测量平均值

根据所述反向量差U

可选地，所述定位精度P的表达式如下：

为实现上述目的，本申请还提供一种精度特征值在线获取装置，包括：

文件获取模块，用于获取上传的机床精度测量文件；

数据读取模块，用于读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值；其中，所述回合数表示点位测量的来回数；

特征值计算模块，用于根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值；其中，所述机床精度特征值包括定位精度、最大重复定位精度和反向间隙；

数据列表构建模块，用于对所述机床精度特征值进行归档，以获得特征值数据列表。

为实现上述目的，本申请还提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

为实现上述目的，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

本申请所能实现的有益效果如下：

本申请可通过在线上传机床精度测量文件，读取文件中的测量点位数、回合数以及各点位的误差值，最后可计算得出定位精度、最大重复定位精度、反向间隙三个具有代表性的机床精度特征值，并对数据归档形成列表，不仅避免了人为计算产生的误差和复杂操作，能更加简便快捷地计算出机床精度特征值数据，同时通过生成的机床精度特征值数据列表，还可方便设备人员对机床精度历史追溯及进行特征值评价和趋势分析，提高了归档及历史追溯性，为机床精度数据历史追溯及进行特征值评价和趋势分析提供了评价依据，且无需额外配置其他专业计算软件，在任意计算机上均可在线对数据进行处理分析，操作简便快捷。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请的实施例中涉及的硬件运行环境的计算机设备结构示意图；

图2为本申请的实施例中一种精度特征值在线获取方法的流程示意图；

图3为本申请的实施例中各精度特征值计算过程的逻辑流程示意图。

本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

实施例1

参照图1，图1为本实施例方案涉及的硬件运行环境的计算机设备结构示意图，如图1所示，该计算机设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器(Central ProcessingUnit，CPU)，通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器1005可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对计算机设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及电子程序。

在图1所示的计算机设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本实施例计算机设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在计算机设备中，所述计算机设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的精度特征值在线获取装置，并执行本实施例提供的精度特征值在线获取方法。

参照图2-图3，基于前述硬件环境，本实施例还提供一种精度特征值在线获取方法，包括以下步骤：

步骤S100：获取上传的机床精度测量文件；

步骤S200：读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值；其中，所述回合数表示点位测量的来回数；

步骤S300：根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值；其中，所述机床精度特征值包括定位精度、最大重复定位精度和反向间隙；

步骤S400：对所述机床精度特征值进行归档，以获得特征值数据列表。

由于通常仪器检测出机床精度数据后，需要通过EXCEL制表计算或运用专业的数据精度分析软件得出特征值。EXCEL计算需要人工将数据录入到表格中，再运用EXCEL公式对数据进行处理计算，该方法处理数据效率低下，计算复杂，且由于人为操作带来的误差概率较大，难以实现快速标准化的计算；数据分析软件如Renishaw LaserXL Analysis计算精度特征,需要打开数据文件并选用计算标准后得出分析结果。该方法需要在用户电脑上下载并安装专业软件，普适性较差。以上两种方法均不能实现精度数据的统一归档记录。

因此，在本实施例中，可通过在线上传机床精度测量文件，读取文件中的测量点位数、回合数以及各点位的误差值，最后可计算得出定位精度、最大重复定位精度、反向间隙这三个机床精度特征值；因为在数控加工中，定位精度可以判断出机床自动加工过程中能达到的最好的工件加工精度，重复定位精度则是指在数控机床上反复运行同一程序代码所得到的位置精度的一致程度，反向间隙是指机床在改变运动方向后机床工作台的运动短暂滞后于电机旋转，导致工作台或刀架的实际运动量与理想值不同步而产生的反向偏差，反向间隙等误差的存在也会影响到机床的定位精度，因此选择定位精度、最大重复定位精度、反向间隙三个具有代表性的数据来作为机床精度特征值；最后对机床精度特征值数据归档形成列表，不仅避免了人为计算产生的误差和复杂操作，能更加简便快捷地计算出机床精度特征值数据，同时通过生成的机床精度特征值数据列表，还可方便设备人员对机床精度历史追溯及进行特征值评价和趋势分析，提高了归档及历史追溯性，为机床精度数据历史追溯及进行特征值评价和趋势分析提供了评价依据，且无需额外配置其他专业计算软件，在任意计算机上均可在线对数据进行处理分析，操作简便快捷。

总体而言，本实施例与现有技术相比，主要具备以下技术优点：

1、本实施例可使用java语言开发设计一种在线自动计算精度特征值的方法，不需要额外配置其他专业计算软件，无需人为录入数据及计算，通过网页平台便可实时在线上传并计算精度特征，在任意一台电脑上均可通过浏览器对数据进行处理分析，同时形成不同机床各个轴精度特征值的归档与历史追溯，为机床精度数据历史追溯及进行特征值评价和趋势分析提供了评价依据；

2、基于VDI3441标准设计的计算方法，实现了精度特征值的标准化计算，简便快捷的操作方式，避免了人为计算带来的复杂度和误差可能性；

3、数据上传计算后对数据进行归档并形成列表，方便对各机床的精度数据进行历史追溯，同时为特征值趋势分析，机床状态评价提供了依据。

作为一种可选的实施方式，所述读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值，包括：

读取所述机床精度测量文件中的测量点位数m以及机床运动轨迹条数l；

根据所述机床运动轨迹条数l，获得回合数n，n＝l/2；

根据所述测量点位数m和所述机床运动轨迹条数l，创建大小为l×m的二维数组；

根据所述二维数组，读取并存储所述机床精度测量文件中的误差值，记为error[l][m]。

在本实施例中，读取机床精度测量文件时，可通过机床精度测量文件中的字符信息进行标识，例如，标识为“Target”(目标点)的表示测量点位，标识为“Run”(回合)的表示测量回合数，一个点位测量来回为一回合，标识为“Data”(测量值)的表示该点位测量出的误差值，从而分别准确读取文件中的各类数据，为后续精度特征值的计算提供了基础数据。

作为一种可选的实施方式，所述根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值，包括：

分别获取测量点位位置的正向测量平均值

式中，X

根据所述正向测量平均值

根据所述反向量差U

在本实施例中，先通过计算得到测量点位位置(可标记为P

作为一种可选的实施方式，所述根据所述正向测量平均值

分别获取测量点位位置的正向标准偏差S

根据所述正向标准偏差S

根据所述平均标准偏差

根据所述分散幅度P

在本实施例中，先分别计算获取测量点位位置的正向标准偏差S

作为一种可选的实施方式，所述正向标准偏差S

当n＞1时；

当n＝1时；

在本实施例中，根据上述正向标准偏差S

作为一种可选的实施方式，所述根据所述平均标准偏差

根据所述正向测量平均值

根据所述反向量差U

在本实施例中，根据前面计算得到的反向量差U

作为一种可选的实施方式，所述定位精度P的表达式如下：

在本实施例中，基于上述定位精度P的表达式，可对定位精度P的准确计算具有指导意义。

实施例2

本实施例以某机床联动轴XY轴精度测量文件为例，应用上述实施例的方法对其精度测量数据文件进行在线特征值计算，由特征标识“Target-count”可知点位数m为41，通过特征标识“Run-count”可知轨迹条数i为4，则回合数n为2，创建一个大小为4×41的double类型二维数组error[4][41],按行读取文件，根据点位数循环往复为数组赋值，error[i][j]表示第i条轨迹的第j点位的位置误差测量值；

随后分别计算某一位置的正向、负向平均位置偏差，分别创建两个长度为41的double类型数组，记为X

其中i＝1,3，n＝2,j＝1,2,…41

其中i＝2,4，n＝2,j＝1,2,…41

计算系统误差X

计算反向量差U[41]，第j点位的反向量差为：

U[j]＝|X

计算U[41]中的最大值，得到反向间隙：

U

分别计算正向重复定位精度和反向重复定位精度S

其中n＝2,i＝1,3,j＝1,2,，…41

其中n＝2,i＝2,4,j＝1,2,…41

随后计算平均标准偏差S

其中j＝1,2,…41

随后计算位置分散幅度P

P

计算P

P

计算得出定位精度为：

其中j＝1,2,...,41。

实施例3

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例还提供一种精度特征值在线获取装置，包括：

文件获取模块，用于获取上传的机床精度测量文件；

数据读取模块，用于读取所述机床精度测量文件中的测量点位数、回合数以及各测量点位对应的误差值；其中，所述回合数表示点位测量的来回数；

特征值计算模块，用于根据所述测量点位数、所述回合数以及所述误差值，获得机床精度特征值；其中，所述机床精度特征值包括定位精度、最大重复定位精度和反向间隙；

数据列表构建模块，用于对所述机床精度特征值进行归档，以获得特征值数据列表。

本实施例的装置中各模块的相关解释和举例可参照前述实施例的方法，这里不再赘述。

实施例4

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例提供一种计算机设备，该计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

实施例5

基于与前述实施例相同的发明思路，本实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，处理器执行所述计算机程序，实现上述的方法。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。

以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。