一种丝杠及其轴向补偿系统与方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于丝杠的轴向补偿方法，包括：获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；根据所述差值Δa得到当前所述丝杠的脉冲当量C

A kind of screw and its axial compensation system and method

The invention discloses a method for compensating the axial screw, which comprises the following steps: acquiring at the reference point A screw feed system in the initial state along the screw linear direction and the location and the value delta lead by temperature change causes the A bar current position change a; difference Delta a get the current pulse equivalent C according to the screw

【技术实现步骤摘要】
一种丝杠及其轴向补偿系统与方法
本专利技术涉及丝杠
，特别涉及一种丝杠及其轴向补偿系统与方法。
技术介绍
滚珠丝杠工作时会发热，发热使丝杠热膨胀从而加大导程影响传动和定位精度。为了保证丝杠系统的定位精度，国内纷纷展开了深入研究。目前来说，研究方向主要有以下几个方向：其一、提高丝杠的制造精度、采用热膨涨系数小的材料或者采用内部中空或自带冷却系统的丝杠等等；但这无疑会造成结构的庞大、不便而且大大增加制造成本，更主要的是不能从根本解决问题；其二、通过丝杠反复运动，采集大量丝杠温度与丝杆线性方向伸缩长度的相关数据，然后通过公式推算进行线性补偿；但是这种方法非常有局限性。首先：采集的数据量需要非常巨大而丝杠本身的温度难以测量；其次丝杠因为自身螺旋形的结构及受力特点以及与外界环境的复杂热交换导致丝杆本身温度并不是均匀的，所以采用此种方法补偿存在很多的弊端；其三、采用光栅尺作为位置反馈原件使整个控制系统形成闭环，来保证定位精度。但是光栅尺测量精度受环境温度影响较大，平均每升高1℃，每米有8um的误差，对于长期工作在较高温度环境中的机床采用光栅尺无法进行精确的定位，有时候甚至会导致有飞车等危险的情况出现。综上，丝杠伸缩引起定位精度的问题一直未能很好的解决，对于高精度机床，往往会选择直线电机来替代丝杠，但是直线电机因为同样采用光栅尺作为位置反馈原件，对于温度较高的场合，同样不能发挥其特有的优势，因此丝杠伸缩引起的定位精度问题亟待解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种丝杠及其轴向补偿系统与方法，可以补偿因丝杠系统受温度变化而导致的定位精度的变化，提高丝杠的运动精度。为实现上述目的，本专利技术提供一种用于丝杠的轴向补偿方法，包括：获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；根据所述差值Δa得到当前运动控制系统的脉冲当量C1；根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杠需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1。相对于上述
技术介绍
，本专利技术提供的轴向补偿方法，首先选取位于丝杠中的参考点A，参考点A可以选在丝杠支撑端、自由端或者与丝杠螺母相链接的一点等，但是选取的这个点相对于丝杠固定端的位置除丝杠本身沿线性方向的胀缩外不受外界影响：比如温度、自身形变等。获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa，也即丝杠在初始状态下以及受温度影响变化后的两个状态下，获取参考点A位置变化的差值Δa；根据差值Δa得到当前所述运动控制系统的脉冲当量C1；最后根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杠进给系统沿丝杠线性方向需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1。如此设置，通过检测参考点A沿丝杠方向位置的变化，实时反映丝杠沿线性方向胀缩的变化，同时修正脉冲当量，纠正定位偏差，定位精度可达2um以内。本专利技术为丝杠伸缩引起的定位误差补偿提供了一种非常有效切实可行的方法，可以替代传统的大数据采集温度补偿的方法，也可以替代光栅尺；在温度较高或者一些环境较恶劣的的场合比光栅尺使用更为可靠。优选地，所述获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa的步骤包括：选取位于丝杠中的参考点A以及相对于丝杠固定端位置固定不变的测量点B；以所述测量点B为基准，获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa。优选地，所述根据所述差值Δa得到当前所述丝杠的脉冲当量C1的步骤包括：利用公式C＝a/n计算在初始状态时的脉冲当量C；其中：a为初始状态时丝杆进给系统移动的距离；n为初始状态下丝杠进给系统移动a的距离控制系统需要发出的脉冲个数；利用公式C1＝a1/n＝(a+Δa)/n＝C×a1/a计算当前所述丝杠的脉冲当量C1；其中：a为在初始状态时丝杠进给系统的移动距离，a1为丝杠温度变化后丝杠进给系统的移动距离，C为初始状态时运动控制系统的脉冲当量。优选地，所述根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杆进给系统沿丝杠方向需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1的步骤包括：利用公式n1＝y/C1计算所述丝杆进给系统沿丝杠方向需要移动的距离y所需要发出的脉冲数n1。优选地，所述获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa的步骤之前还包括：选取位于丝杠进给系统中能够实时反应丝杠因受温度变化而导致沿线性方向长度变化的参考点A。本专利技术还提供一种用于丝杠的轴向补偿系统，包括：差值获取模块：用于获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；脉冲当量计算模块：用于根据所述差值Δa得到当前所述运动控制系统的当量C1；脉冲数计算模块：用于根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杠进给系统沿丝杠线性方向需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1。优选地，所述脉冲当量计算模块包括：初始脉冲当量运算单元，用于利用公式C＝a/n计算在初始状态运动控制系统的脉冲当量C；其中：a为初始状态时丝杆进给系统沿丝杠线性方向的移动距离；n为所述丝杠进给系统移动距离a时，运动控制系统需要发出的脉冲数；当前脉冲当量运算单元，用于利用公式C1＝a1/n＝(a+Δa)/n＝C×a1/a计算当前所述运动控制系统脉冲当量C1；其中：a为初始状态时丝杠进给系统沿丝杠线性方向移动的距离，a1为当前状态下丝杠进给系统沿丝杠线性方向的移动距离；C为初始状态时运动控制系统的脉冲当量。优选地，所述脉冲数计算模块包括：脉冲数运算单元：用于利用公式n1＝y/C1计算所述丝杠进给系统沿丝杠线性方向需要移动的距离y所需要发出的脉冲数n1。优选地，所述差值获取模块具体为红外传感器。本专利技术还提供一种丝杠，包括上述任意一项所述的轴向补偿系统。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例所提供的用于丝杠的轴向补偿方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的用于丝杠的轴向补偿系统的结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为了使本
的技术人员更好地理解本专利技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。请参考图1和图2，图1为本专利技术实施例所提供的用于丝杠的轴向补偿方法的流程图；图2为本专利技术实施例所提供的用于丝杠的轴向补偿系统的结构框图。本专利技术提供的一种用于丝杠的轴向补偿方法，如说明书附图1所示，主要包括：S1、获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于丝杠的轴向补偿方法，其特征在于，包括：获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；根据所述差值Δa得到当前运动控制系统的脉冲当量C

【技术特征摘要】
1.一种用于丝杠的轴向补偿方法，其特征在于，包括：获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；根据所述差值Δa得到当前运动控制系统的脉冲当量C1；根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杠需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1。2.根据权利要求1所述的轴向补偿方法，其特征在于，所述获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa的步骤包括：选取位于丝杠中的参考点A以及相对于丝杠固定端位置固定不变的测量点B；以所述测量点B为基准，获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa。3.根据权利要求2所述的轴向补偿方法，其特征在于，所述根据所述差值Δa得到当前所述丝杠的脉冲当量C1的步骤包括：利用公式C＝a/n计算在初始状态时的脉冲当量C；其中：a为初始状态时丝杆进给系统移动的距离；n为初始状态下丝杠进给系统移动a的距离控制系统需要发出的脉冲个数；利用公式C1＝a1/n＝(a+Δa)/n＝C×a1/a计算当前所述丝杠的脉冲当量C1；其中：a为在初始状态时丝杠进给系统的移动距离，a1为丝杠温度变化后丝杠进给系统的移动距离，C为初始状态时运动控制系统的脉冲当量。4.根据权利要求3所述的轴向补偿方法，其特征在于，所述根据当前的所述脉冲当量C1以及所述丝杆进给系统沿丝杠方向需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n1的步骤包括：利用公式n1＝y/C1计算所述丝杆进给系统沿丝杠方向需要移动的距离y所需要发出的脉冲数n1。5.根据权利要求1～4任意一项所述的轴向补偿方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李红利，敖荟兰，欧远鹏，李阳，贺团合，
申请(专利权)人：广东正业科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44