[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于輔助編碼器的數(shù)控機(jī)床熱誤差外置補(bǔ)償控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310301497.6
• 申請(qǐng)日: 2013-07-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103513609A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈洪垚;賀永;姚鑫驊;傅建中
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G05B19/404
• 分類(lèi)號(hào): G05B19/404
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

1.一種基于輔助編碼器的數(shù)控機(jī)床熱誤差外置補(bǔ)償控制方法，其特征在于，該方法的步驟如下：

步驟1）?補(bǔ)償系統(tǒng)在實(shí)施前根據(jù)離線建立的誤差模型需要在數(shù)控機(jī)床的軸承座、螺母座、伺服電機(jī)上分別布置熱電偶，所有熱電偶通過(guò)溫度傳感器專(zhuān)用導(dǎo)線將溫度信息輸入外置補(bǔ)償控制器；

步驟2）?安裝在絲杠端面的輔助編碼器通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量絲杠的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，獲得工作臺(tái)的當(dāng)前位置，并將此信號(hào)經(jīng)由輔助編碼器專(zhuān)用通訊線傳送給外置補(bǔ)償控制器；

步驟3）?外置補(bǔ)償控制器中具有事先離線固化的熱誤差非線性預(yù)測(cè)模型，該模型通過(guò)上位機(jī)編程接口進(jìn)行寫(xiě)入，在線補(bǔ)償開(kāi)始后，外置補(bǔ)償控制器根據(jù)輸入的溫度信息和當(dāng)前工作臺(tái)的位置信息，由熱誤差非線性預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)絲杠的誤差量，并將誤差量通過(guò)自定義編碼的方式，通過(guò)I/O總線進(jìn)行發(fā)送；

步驟4）?PLC掃描I/O輸入端口上獲得的誤差編碼信息，經(jīng)過(guò)解碼得到誤差量，并將此誤差量通過(guò)內(nèi)部CNC-PLC通訊總線寫(xiě)入到數(shù)控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置量寄存器中；

步驟5）?數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)啟原點(diǎn)偏置功能，并將代碼指令與誤差補(bǔ)償量綜合后，通過(guò)電機(jī)控制線控制伺服驅(qū)動(dòng)器，由伺服驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電流，經(jīng)電機(jī)電線驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)，帶動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)量由系統(tǒng)原有編碼器測(cè)量，并經(jīng)由編碼反饋專(zhuān)用線反饋給數(shù)控系統(tǒng)，形成閉環(huán)；

步驟6）?數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)原點(diǎn)偏置量寄存器中的誤差量數(shù)值，將定位指令疊加原點(diǎn)偏置值輸出，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠，帶動(dòng)工作臺(tái)往誤差量的反方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱誤差的補(bǔ)償控制。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助編碼器的數(shù)控機(jī)床熱誤差外置補(bǔ)償控制方法，其特征在于：所述的離線建立的誤差模型，離線建模開(kāi)始后，溫度測(cè)量?jī)x讀取多點(diǎn)溫度值并傳送給PC機(jī)，同時(shí)激光干涉儀讀取驅(qū)動(dòng)軸定位誤差值并傳送給PC機(jī)，在PC機(jī)建立基于多點(diǎn)溫度的離線誤差模型，該離線誤差模型驗(yàn)證有效后，移植到外置補(bǔ)償控制器中。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于輔助編碼器的數(shù)控機(jī)床熱誤差外置補(bǔ)償控制方法，其特征在于：在線補(bǔ)償開(kāi)始后，首先開(kāi)啟CNC原點(diǎn)偏置功能，外置補(bǔ)償控制器實(shí)時(shí)讀取多點(diǎn)溫度值及輔助編碼值，外置補(bǔ)償控制器根據(jù)內(nèi)部模型進(jìn)行誤差量計(jì)算，并將誤差補(bǔ)償量通過(guò)I/O總線進(jìn)行自定義編碼輸出，PLC讀取I/O端口的誤差編碼信息，經(jīng)過(guò)解碼得到誤差量，并將此誤差量寫(xiě)入到數(shù)控系統(tǒng)的原點(diǎn)偏置量寄存器中，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部根據(jù)原點(diǎn)偏置量寄存器中的誤差量數(shù)值，將定位指令疊加原點(diǎn)偏置值輸出，自動(dòng)驅(qū)動(dòng)絲杠，帶動(dòng)工作臺(tái)往誤差量的反方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)熱誤差的補(bǔ)償控制。