[發明專利]一種獲取數控機床工作臺熱溫升誤差補償量的方法

在審

• 申請號: 202011319783.1
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN113043061A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 余小強;鳳緒才;李勇
• 申請（專利權）人: 寶雞忠誠機床股份有限公司
• 主分類號: B23Q11/00
• 分類號: B23Q11/00
• 代理公司: 寶雞市新發明專利事務所 61106
• 代理人: 嚴翔

本發明公開了一種獲取數控機床工作臺熱溫升誤差補償量的方法，包括以下步驟：a、在機床工作臺上安裝高精度檢測開關，開機碰觸高精度檢測開關，紀錄坐標值S1；b、工作臺工作一段時間使絲杠升溫后再次碰觸高精度檢測開關，紀錄坐標值S2；c、求出補償系數L1＝|S1?S2|/(|S1|+△S)，其中△S為工作臺在機床坐標系的零點位置至絲杠固定點距離；通過補償系數L1求出工作臺運行至坐標點X1的補償量△Y1，公式為：△Y1＝(△S±|X1|)L1；通過重復b和c兩步算出不同溫度下機床的補償量。采用上面的方法，實施的結構簡單，操作方便，相較于溫度傳感器更加可靠，獲取的誤差補償量更加準確。

技術領域

本發明涉及數控機床補償方法，尤其涉及獲取數控機床工作臺熱溫誤差補償量的方法。

背景技術

隨著精密及超精密加工技術的發展及加工制造的自動化程度不斷提高，人們對數控工作臺的加工精度提出了更高的要求。大量研究表明，熱誤差已成為數控加工裝置的最大誤差源，因此對熱誤差的控制成了高精度數控加工裝置提高加工精度的關鍵技術。現在，我們利用許多方式來減小數控加工裝置的熱誤差，大體可分為兩種方法：誤差防止法和誤差補償法。誤差防止法依賴改進數控加工裝置結構設計等改良硬件的方法或者直接實現對溫度的控制來減少熱誤差，這種方法在一定程度上能夠降低熱源溫升、均衡溫升和減少數控加工裝置熱變形是有效的，但它會增加結構設計和制造的成本。誤差補償法就是通過分析建模獲得數控加工裝置的誤差估算，然后利用不同的方法適當的補償，消除或者降低系統的誤差，是一種既有效又經濟的提高數控加工裝置加工精度的手段。所以，當前普遍采用了方便、經濟而有效的建立熱誤差模型進行熱誤差補償的方法。誤差補償法是提高數控加工裝置加工精度的一種既有效又經濟的手段，目前已成為國內外現代精密工程的重要技術支柱之一。

發明內容

為解決現有技術中的不足，提供一種成本低，方法簡便高效，誤差補償準確的獲取數控機床工作臺熱溫誤差補償量的方法：

包括以下步驟：

A、首先需要在工作臺上安裝位置固定的高精度檢測開關，所述的高精度檢測開關安裝在遠離絲杠固定端的行程末端，啟動機床使工作臺上滑板移動以固定速度運行碰觸該高精度檢測開關，數控系統記錄坐標值S1；

B、工作臺運行一段時間使機床工作臺有一定溫升△T1，后使工作臺用固定速度再次碰觸該高精度檢測開關，數控系統紀錄坐標值S2；

C、計算出溫升誤差補償系數L1，公式為L1＝|S1-S2|/(|S1|+△S)，其中△S為工作臺在機床坐標系的零點位置至絲杠固定點距離；通過誤差補償系數計算出工作臺運行至坐標點X1的補償量△Y1，公式為：△Y1＝(△S±|X1|)L1,以機床工作臺機械零點坐標為中心點，靠近絲杠固定點一側的位置坐標X1位置的熱伸長量計算時做減法運算，遠離絲杠固定點一側的位置坐標X1位置的熱伸長量計算時做加法運算。

D、工作臺再運行一段時間使機床工作臺有一定溫升△T2，后再次以固定速度觸碰高精度檢測開關，數控系統記錄位置坐標值S3，計算△T2溫升時的溫升誤差補償系數L2，L2＝|S1-S3|/(|S1|+△S)，通過L2算出位置坐標X2處的補償量△Y2，△Y2＝(△S±|X2|)L2；循環執行B、C兩個步驟就可以測出不同△Tn溫升時的工作臺觸發高精度開關時的位置坐標Sn，計算出不同溫升時的誤差補償系數Ln,并計算出該溫升下不同坐標位置的熱溫升補償量△Yn。

進一步的，所述的高精度檢測開關選用檢測精度為0.001mm。

采用上面的方法，由于只需要在工作臺上安裝高精度檢測開關就能實現誤差補償量的計算獲取，使機床結構簡單，避免安裝溫度傳感器改變機床本身結構，該補償方法通過每次碰觸高精度檢測開關獲取數值，相較于溫度傳感器更加可靠，獲取的誤差補償量更加準確。

附圖說明

圖1為工作臺位于零點坐標狀態示意圖；

圖2為工作臺第一次碰觸高精度開關狀態示意圖；