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龙图腾网获悉成都乐创自动化技术股份有限公司申请的专利一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116175277B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-14发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310144370.1，技术领域涉及：B23Q17/00；该发明授权一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法是由胡智龙;安志琨;周维;杨金壁设计研发完成，并于2023-02-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法，基于参考坐标系下不同A值下绕C轴旋转圆的坐标信息，将旋转圆的圆心拟合得到绕A轴旋转圆的坐标信息；由绕C轴旋转圆的坐标信息和绕A轴旋转圆的坐标信息，得到AC轴连接刚性；对各个A轴姿态下的机台都建立实际坐标系，用理论坐标系与实际坐标系的转换向量来描述AC轴的连接刚性；对AC轴连接刚性进行误差补偿，对不同A轴姿态下的理论坐标系与实际坐标系的旋转向量进行误差补偿，实现不同A轴姿态下理论坐标系TheoryCoordinate与实际坐标系Coordinate的相互转换。本发明通过坐标信息即可判断AC轴连接刚性，操作方便，具有较好的实用性。

本发明授权一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法在权利要求书中公布了：1.一种摇篮式五轴机AC轴连接刚性检测及误差补偿方法，包括可相互转换的机械坐标系和参考坐标系，以机械坐标系的原点处激光发射的位置为原点建立参考坐标系，其特征在于，包括以下步骤： 步骤S100：得到参考坐标系下不同A值下绕C轴旋转圆的坐标信息，由不同A值下绕C轴旋转圆的圆心拟合得到绕A轴旋转圆CircleA的坐标信息； 步骤S200：由绕C轴旋转圆的坐标信息和绕A轴旋转圆的坐标信息，得到AC轴连接刚性；对各个A轴姿态下的机台都建立实际坐标系，用理论坐标系与实际坐标系的转换向量来描述AC轴的连接刚性； 所述步骤S200包括以下步骤： 步骤S210：设在A轴旋转若干次相同角度时，分别得到对应的绕C轴旋转的若干个圆Circle1,Circle2,Circle3,…,Circlem，对于每个圆有对应的圆心cpt1,cpt2,cpt3,…,cptm，还有对应的单位法向量cn1,cn2,cn3,…,cnm；以A为0时标定球绕C轴旋转的圆圆心cpt5和单位法向量cn5为基准； 步骤S220：建立A轴不同位姿下的实际坐标系：对于每个A轴姿态下的点在Circle1,Circle2,Circle3,…,Circlem中，都会有一个C轴坐标为0时的标定球，参考系坐标设为cPointInitial1,cPointInitial2,…,cPointInitialm，圆心cpt1,cpt2,cpt3,…,cptm到对应坐标cPointInitial1,cPointInitial2,…,cPointInitialm的向量为vecInitial1,vecInitial2,…,vecInitialm；对于Circle1，以cpt1位原点、vecInitial1为X轴、cn1为Z轴建立笛卡尔坐标系并设为Coordinate1，同样的，对Circle2,Circle3,…,Circlem建立对应的笛卡尔坐标系Coordinate2,Coordinate3,…,Coordinatem，即为各个A值下的实际坐标系； 步骤S230：得到建立A轴不同位姿下的理论坐标系：以A为0时建立的实际坐标系Coordinate5为基准，由CircleA圆信息可以得到cpt5到cpt1绕A轴旋转的旋转角度为disAngle1，则将Coordinate5绕A轴旋转disAngle1得到理论上的坐标系TheoryCoordinate1；再由CircleA圆信息可以得到cpt5到cpt2绕A轴旋转的旋转角度为disAngle2，则将Coordinate5绕A轴旋转disAngle2得到理论上的坐标系TheoryCoordinate2；同理，将Coordinate5绕A轴旋转可以得到一系列A不同值时理论上的坐标系TheoryCoordinate1，TheoryCoordinate2,…,TheoryCoordinatem； 步骤S240：建立理论坐标系与实际坐标系之间的联系，并用旋转向量来描述AC轴的连接刚性：对于Coordinate1和TheoryCoordinate1，由于两坐标系的原点均为cpt1，两个坐标系均为笛卡尔直角坐标系，则可以用一个旋转矩阵来建立两坐标系的联系，计算如下： 设Coordinate1坐标系在参考坐标系中XYZ轴方向分别为向量e1，e2，e3；TheoryCoordinate1坐标系在参考坐标系XYZ轴方向单位向量分别为et1，et2，et3；设理论坐标系TheoryCoordinate1到实际坐标系Coordinate1的旋转矩阵为matR，则[e1e2e3]=matR×[et1et2et3]；得到matR=[e1e2e3][et1et2et3]-1； 旋转向量的方向即为C轴在A轴上的连接偏转所绕的轴，旋转向量的模即为C轴在A轴上的连接偏转的大小程度；设用一旋转向量rotateVec1来表示理论坐标系与实际坐标系的转换关系，可以用罗德里格斯公式将旋转矩阵rotateMat转换为旋转向量rotateVec1，转换过程如下： 假设有一个旋转轴为n，角度为θ的旋转，显然，它对应的旋转向量为θn，即为rotateVec1； 对于转角θ，有： 其中R为旋转矩阵rotateMat， 关于转轴n，由于旋转轴上的向量在旋转后不发生改变，说明Rn=n，因此，转轴n是矩阵R特征值1对应的特征向量；求解此方程，再归一化，就得到了旋转轴n，θn即为旋转向量； 旋转向量到旋转矩阵的过程由罗德里格斯公式得到，转换公式为： 其中，Ⅰ为单位矩阵， nnT为旋转轴基向量n∧的模长， 同理，可以得到rotateVec1，rotateVec2,…,rotateVecm，可用旋转向量的模|rotateVec1|长度来描述AC轴的连接刚性； 步骤S300：对AC轴连接刚性进行误差补偿，对不同A轴姿态下的理论坐标系与实际坐标系的旋转向量进行误差补偿，实现不同A轴姿态下理论坐标系TheoryCoordinate与实际坐标系Coordinate的相互转换； 所述步骤S300中，设待求A轴为a的实际坐标系为Coordinatea，a在两个已求得的两个角度angle1M、angle2M之间；已知A=angle1M理论坐标系和实际坐标系的旋转向量rotateVec1，A=angle2M理论坐标系和实际坐标系的旋转向量rotateVec2；求解Coordinatea，XYZ轴对应轴向量为ea1，ea2，ea3： 先得到A=a度的理论坐标系为TheoryCoordinate，XYZ轴对应轴向量为eT1，eT2，eT3；A机械坐标0到a的实际转动角度设为θ；已知基准坐标系为Coordinate5，XYZ轴向量分别为e1，e2，e3，现在一直A轴方向向量设为nA，这Coordinate5绕A轴旋转θ，旋转向量为θnA；由旋转向量到旋转矩阵的转换，可以得到θnA对应的旋转矩阵设为matRA； TheoryCoordinate=matRA×Coordinate5 公式为[eT1eT2eT3]=matRA×[eT1eT2eT3] 再得到A=a时理论坐标系与实际坐标系的旋转向量，此时理论坐标系和实际坐标系的旋转向量设为rotateVeca，则 rotateVeca=rotateVec1×a-angle1M+rotateVec2×angle2M-a 用罗德里格斯公式将rotateVeca转换为旋转矩阵rotateMata A=a的实际坐标系为Coordinatea=rotateMata×TheoryCoordinatea 公式为[ea1ea2ea3]=rotateMata×[eT1eT2eT3]； 步骤S400：实现五轴机机械标定。

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