[發(fā)明專利]機(jī)床床身直線度補(bǔ)償方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410089675.8
• 申請(qǐng)日: 2014-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN103886191B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔阿慶;傅政宏;張愛華;許小平;秦玨林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州寶菱重工機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): G06F19/00
• 分類號(hào): G06F19/00
• 代理公司: 常州市維益專利事務(wù)所(普通合伙)32211
• 代理人: 何學(xué)成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種機(jī)床床身直線度補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

作為大型金屬切削的加工設(shè)備，多數(shù)都是在非恒溫環(huán)境中工作，受一年四季溫度變化、白天與晚上的溫度變化影響較大，受局部溫度影響的變化更大；在加工設(shè)備使用過程中，受局部溫度影響的變化我們可以避免。如：避免陽光照射、關(guān)閉門窗避免通風(fēng)、局部熱源遠(yuǎn)離設(shè)備等；受白天和晚上溫差及四季溫差的影響就不可避免了。溫度變化會(huì)引起床身垂直方向和水平方向的直線度變化，導(dǎo)致軸向移動(dòng)軌跡彎曲，即溫度高時(shí)床身中間部位上拱；溫度低時(shí)，床身中間部位下凹。下面舉例進(jìn)行說明：

如圖1和圖2，對(duì)于840D數(shù)控鏜床，該數(shù)控鏜床的基本結(jié)構(gòu)為，包括床身1、滑座2、立柱3、方滑枕4，滑座在床身上滑動(dòng)，立柱固定在滑座上，主軸箱在立柱上移動(dòng)，方滑枕在主軸箱內(nèi)移動(dòng)。床身的有效行程比較長（13.5m)，床身的精度很重要，床身精度主要有：長度方向(X軸)的精度（定位精度）、垂直方向(Y軸)的直線度、水平方向(Z軸)的直線度。長度方向的精度和床身的直線度（凹凸）受溫度影響很大：長度方向的精度變化（全閉環(huán)）經(jīng)實(shí)測(cè)變化也較大，加工區(qū)域13米的床身夏天溫度為27.86956度時(shí)偏差為：80um，可以通過長度方向的溫度補(bǔ)償來提高精度；床身的直線度（上下左右的凹凸）：床身補(bǔ)償區(qū)域長13m，冬天與夏天實(shí)測(cè)床身上下凹凸偏差也較大，床身溫度為27.1304度時(shí)，垂直面內(nèi)的直線度偏差為166.91um，水平方向的直線度偏差為152.99um，對(duì)工件的加工精度影響很大。

雖然，上述數(shù)控系統(tǒng)具有垂度補(bǔ)償功能，但該功能只能在特定情況下進(jìn)行固定的補(bǔ)償，即補(bǔ)償原理為：補(bǔ)償量=補(bǔ)償系數(shù)×補(bǔ)償值。其中“補(bǔ)償系數(shù)”為恒定值，一般情況取1；“補(bǔ)償值”為不同位置有對(duì)應(yīng)的固定補(bǔ)償值；“補(bǔ)償量”隨不同位置有對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償量，而與溫度無關(guān)，系統(tǒng)補(bǔ)償時(shí)自動(dòng)調(diào)用相關(guān)補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并進(jìn)行線性化連續(xù)化處理。這種補(bǔ)償方式導(dǎo)致的結(jié)果是：每個(gè)補(bǔ)償方向只能采用一組補(bǔ)償數(shù)據(jù)，同一方向不能進(jìn)行多軸同時(shí)補(bǔ)償，補(bǔ)償系數(shù)為一恒定值（通常為1），補(bǔ)償數(shù)據(jù)不能隨溫度變化而改變，相同方向不能進(jìn)行多軸疊加補(bǔ)償。由于每個(gè)工件精度的要求各不相同，如果在任何時(shí)候都需要較好的機(jī)床精度，這時(shí)，調(diào)整機(jī)床精度就費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢，影響設(shè)備生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明提供一種機(jī)床床身直線度的補(bǔ)償方法，對(duì)于環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致的設(shè)備床身直線度精度變化的情況，通過檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下設(shè)備床身溫度，自動(dòng)補(bǔ)償設(shè)備床身的垂直方向和水平方向的直線度精度。

解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：

機(jī)床床身直線度補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，檢測(cè)床身在Y軸方向的直線度數(shù)據(jù)分別為D1y、D2y、D3y……Dny，檢測(cè)床身在Z軸方向的直線度數(shù)據(jù)分別為D1z、D2z、D3z……Dnz，通過計(jì)算得到床身直線度沿Y軸方向或Z軸方向的偏差；

步驟2，由溫度變送器將溫度傳感器采集的床身溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為床身的實(shí)際溫度值；

步驟3，機(jī)床控制系統(tǒng)讀出補(bǔ)償軸的實(shí)時(shí)坐標(biāo)值；

步驟4，在機(jī)床的控制系統(tǒng)中建立如下直線度補(bǔ)償數(shù)學(xué)計(jì)算模型：

步驟A、根據(jù)步驟1至3，建立直線度補(bǔ)償連續(xù)溫度和離散坐標(biāo)位置函數(shù)