数控机床热误差在线补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数控机床热误差在线补偿方法及系统；采集数控机床关键测点温度数据，根据多元线性回归热误差模型计算数控机床理论热误差值，计算补偿值并判断是否满足设定的补偿阈值上下限范围。本发明专利技术通过构建多元线性回归热误差模型，将其作为数控机床热误差在线补偿子单元嵌入到面板控制单元的人机交互界面中，无需外置补偿器，极大的提高了系统的通用性；同时，利用模糊聚类分析方法和多元线性回归理论计算数控机床补偿值，并采用外部坐标变换方式执行在线补偿，操作便捷、实时性强。

【技术实现步骤摘要】
数控机床热误差在线补偿方法及系统
本专利技术属于数控机床误差补偿
，尤其涉及一种数控机床热误差在线补偿方法及系统。
技术介绍
随着科技的发展，机械制造技术正在向高速、高精度和智能化的方向发展，这对机械加工提出了较高的要求。随着生产加工过程自动化程度的快速发展和精密加工技术的广泛应用，对数控机床及加工中心的精度提出了更高的要求。在机床的各项误差源中，几何误差和热变形误差对机床加工精度产生较大的影响，是影响机床加工精度的主要因素。大量研究表明，热变形误差占机床总误差的40％～70％，并且随着机床加工精度的提高，热变形误差所占比例也会相应提高，因此有效控制和降低机床热变形误差是提高数控机床加工精度的重要方法。降低机床热变形误差的方法主要有两种，一种是误差预防，另一种是误差补偿。由于误差预防需要对机床的设计、材料的选定上进行改进，成本较高，所以一般采用误差补偿的方法来降低机床热变形误差。目前市场上主流的数控系统是西门子和发那科数控系统，发那科数控系统由于界面开发的限制，大多针对其PLC进行补偿开发。而西门子数控系统为人机界面的二次开发提供了途径。经对现有技术的检索发现，普遍存在如下问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：A、采集数控机床关键测点温度数据；B、将步骤A中采集的关键测点温度数据输入到多元线性回归热误差模型中计算数控机床理论热误差值，所述多元线性回归热误差模型的构建方法包括以下分步骤：B1、采集数控机床关键测点温度数据和对应温度下各个运动轴的热误差数据，采用模糊聚类分析方法将采集的所有温度数据进行分组，并在各组中选择相关系数最大的温度数据作为该组的温度敏感点数据；B2、根据多元线性回归理论，结合步骤B1中采集的温度敏感点数据和热误差数据，建立多元线性回归热误差模型；C、设定补偿阈值上下限范围，根据步骤B中计算得到的理论热误差值计算数控机床补偿...

【技术特征摘要】
1.一种数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：A、采集数控机床关键测点温度数据；B、将步骤A中采集的关键测点温度数据输入到多元线性回归热误差模型中计算数控机床理论热误差值，所述多元线性回归热误差模型的构建方法包括以下分步骤：B1、采集数控机床关键测点温度数据和对应温度下各个运动轴的热误差数据，采用模糊聚类分析方法将采集的所有温度数据进行分组，并在各组中选择相关系数最大的温度数据作为该组的温度敏感点数据；B2、根据多元线性回归理论，结合步骤B1中采集的温度敏感点数据和热误差数据，建立多元线性回归热误差模型；C、设定补偿阈值上下限范围，根据步骤B中计算得到的理论热误差值计算数控机床补偿值，并判断数控机床补偿值是否满足补偿阈值上下限范围；若数控机床补偿值不满足补偿阈值上下限范围，则返回步骤A；若数控机床补偿值满足补偿阈值上下限范围，则利用OPC通信协议将数控机床补偿值写入PLC数据块地址，实现数控机床热误差在线补偿。2.如权利要求1所述的数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，还包括利用OPC通信协议访问数控机床系统服务器，读取并保存数控机床状态数据。3.如权利要求2所述的数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，所述步骤B中建立的多元线性回归热误差模型具体表示为：ΔK＝a0+a1×ΔT1+a2×ΔT2+a3×ΔT3+a4×ΔT4+...+am×ΔTm其中，ΔK为各个运动轴的热误差，a0,a1,a2,a3,a4...am均为由步骤B1中采集的数控机床关键测点温度数据和对应温度下各个运动轴的热误差数据计算得到的模型系数，ΔT1,ΔT2,ΔT3,ΔT4...ΔTm均为温度敏感点的温度变化量，m为设定温度敏感点个数。4.如权利要求3所述的数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，所述温度敏感点的温度变化量具体为在线采集得到的数控机床关键测点温度数据减去初始温度。5.如权利要求4所述的数控机床热误差在线补偿方法，其特征在于，所述根据步骤B中计算得到的理论热误差值计算数控机床补偿值的计算公式具...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄智，许可，王立平，王正杰，杜丽，陈令，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51