Real time compensation of CNC machine tool spindle thermal elongation error based on PMC control, which is characterized in that: firstly, using the temperature sensor real-time measurement of thermal key points under the current temperature of the spindle speed, the thermal error model of pre established calculation of spindle thermal elongation under the condition of current thermal error compensation function, update bias system variable machine coordinate system with the error compensation; NC machine tool PMC system through the data processing function of the error correction to the amount of compensation in the CNC system, update the offset system variable machine coordinate system; machine coordinate system variable bias perform the update, real-time compensation spindle thermal elongation error. Only the key temperature points are measured, and the temperature field is reduced. The real-time compensation function of spindle thermal error is realized by using the built-in PMC function of CNC machine. It solves the technical problem of thermal deformation error compensation of machine tools, and ensures the real-time performance of compensation. It can effectively reduce the axial thermal error of the spindle of CNC machine tools and improve the machining precision.
【技术实现步骤摘要】
基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法
本专利技术属于数控机床加工领域,涉及到基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法。
技术介绍
数控机床的主轴是提供加工主动力的核心部件。数控机床在使用过程中,各运动部件之间会由于摩擦而产生大量的热量;机床与外部环境之间也会产生热量的交换。大量研究表明:在精密加工过程中,由机床热变形所引起的制造误差占总误差的40-70%,是影响机床加工精度最主要的因素之一,已引起多国学者的持续关注和研究。减少机床热变形产生的误差主要有三种方法:改进机床的结构设计;控制机床重要部件的温升;建立温度变量与热变形之间的数学模型并进行误差补偿。相对来讲,误差补偿法不改变主轴结构,成本低、实施方便,是最直接控制主轴热伸长误差的有效方法,因而被广泛采用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法,更新机床坐标系偏置功能系统变量,机床的数控系统执行该坐标系偏置变量,完成主轴热伸长误差的实时补偿。本专利技术这种基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于:首先利用温度传感器实时测量当前主轴转速下的热关键点温度,利用预先建立的热误差模型计算当前热状态下的主轴热伸长误差补偿量,用此误差补偿量更新机床坐标系偏置功能系统变量;机床的数控系统通过PMC数据处理功能将误差补偿量补正到数控系统中,更新机床坐标系偏置功能系统变量;执行该更新的机床坐标系偏置系统变量,完成主轴热伸长误差的实时补偿。本专利技术的突出贡献提供了一种用于减少机床主轴热变形的补偿控制方法,针对日常使用中机床加工 ...
【技术保护点】
一种基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于:首先利用温度传感器实时检测当前主轴转速下的热关键点温度,利用预先建立的热误差模型计算当前热状态下的主轴热伸长误差补偿量,用此误差补偿量更新机床坐标系偏置功能系统变量;机床的数控系统通过PMC数据处理功能将误差补偿量补正到数控系统中,更新机床坐标系偏置功能系统变量;执行该更新的机床坐标系偏置系统变量,完成主轴热伸长误差的实时补偿。
【技术特征摘要】
1.一种基于PMC控制的数控机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于:首先利用温度传感器实时检测当前主轴转速下的热关键点温度,利用预先建立的热误差模型计算当前热状态下的主轴热伸长误差补偿量,用此误差补偿量更新机床坐标系偏置功能系统变量;机床的数控系统通过PMC数据处理功能将误差补偿量补正到数控系统中,更新机床坐标系偏置功能系统变量;执行该更新的机床坐标系偏置系统变量,完成主轴热伸长误差的实时补偿。2.根据权利要求1所述的基于PMC控制的机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于:通过布置在数控机床主轴及其附近的多个温度传感器实时采集主轴的温度信号,建立热关键点,即与热误差影响较大的少量温度测点。3.根据权利要求1所述的基于PMC控制的机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于:根据预先建立的热误差数学模型,结合实时采集的主轴的热关键点温度值,运算出补偿值;最后,系统把补偿值送入CNC控制器,对数控系统中坐标系的坐标值进行修正,实现主轴热伸长误差的补偿。4.根据权利要求1所述的基于PMC控制的机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于传感器布置:在机床主轴箱附近布置温度传感器S1-S5:主轴温度传感器S1安装在主轴前端,主轴轴承温度传感器S5、基座温度传感器S2和S4轴套温度传感器分别安装在主轴轴承、主轴基座和轴套部位,主轴电机温度传感器S3安装在主轴根部的电机处;将位移传感器(1)安装在磁力表座(2)上,并将磁力表座(2)固定在工作台上。5.根据权利要求1所述的基于PMC控制的机床主轴热伸长误差实时补偿方法,其特征在于具体执行步骤为:1)温度及热伸长数据采集调整工作台使得位移传感器(1)距主轴的前端面保持一个合适的距离H,同时须保持位移传感器(1)端面与主轴前端面平行;分别测量温度点的温度和主轴热伸长数据;2)关键测温点选取试验指标(热...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗和平,刘永吉,毕岩,李志丹,陈冉,邵毅,马国艳,苗松,汲军,白雅静,刘博,李潭,陈光,齐博,冯泽宇,吕泽,吕博,白义,
申请(专利权)人:沈阳机床股份有限公司,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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