The invention provides a method and system for compensating the thermal deformation error of the spindle of five axis CNC machine tools. The method includes the following steps: the procedure of opening the machine for machining in the state of a machine complete refrigerator, obtaining the heat transfer lag time T1 of the spindle, the time of heating up T2, the maximum deformation amount Smax, and the thermal deformation of the spindle and the time of the hot machine. The index coefficient K of the exponential curve of the corresponding relation is recorded in the compensation parameter of the numerical control system. The numerical control system calculates the thermal deformation of the spindle corresponding to the hot machine time t in real time s; the numerical control system calculates the axis direction of the cutter.
【技术实现步骤摘要】
五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法及系统
本专利技术涉及数控加工
,尤其涉及一种五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法及系统。
技术介绍
高精密加工技术近几年成为数控加工
研究的重点和今后的发展方向,其研究的内容包括高精密机床、高分辨电机、高响应伺服驱动以及高精度插补和综合误差补偿。研究表明:机床的空间几何误差和热误差是影响加工精度最主要原因之一,比重占70%以上,因此通过系统补偿技术提高加工精度是有效的技术手段,尤其是在目前将五轴高档数控机床作为战略物质的工业大环境下,显得格外至关重要。五轴数控机床提高加工精度常用做法是在进给轴上安装光栅尺,通过高精密外部反馈设备,解决进给轴几何误差和热误差引起的运动精度的问题。但是在加工过程中,主轴长时间运转,沿刀轴方向存在热变形,加工尺寸因此会受到影响。传统的热误差补偿是根据机床主轴热变形量和机床温度的关系,是基于有温度传感器的方式,该方式对于采集卡及温度传感器的安装、布线、功能调试需要较长的周期和一定的成本投入。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法及系统,旨在用于解决现有的机床在热机过程中由于主轴变形量引起的加工精度的问题。本专利技术是这样实现的:本专利技术提供一种五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,包括以下步骤:S1,在机床完全冷机状态下开机运行用于加工的程序,获取主轴的热传递滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax,根据滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax计算主轴热变形量与热机时间对应关系的指数型曲线的指数系数k,并将滞后时间t1、升温时间t2、最大 ...
【技术保护点】
1.一种五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,在机床完全冷机状态下开机运行用于加工的程序,获取主轴的热传递滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax,根据滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax计算主轴热变形量与热机时间对应关系的指数型曲线的指数系数k,并将滞后时间t1、升温时间t2、最大变形量Smax以及指数系数k的值录入到数控系统补偿参数中;S2,数控系统根据滞后时间t1、升温时间t2、最大变形量Smax以及指数系数k建立主轴热变形量与热机时间对应的关系模型,通过关系模型实时计算热机时间t对应的主轴热变形量s;S3,数控系统计算刀轴方向
【技术特征摘要】
1.一种五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,在机床完全冷机状态下开机运行用于加工的程序,获取主轴的热传递滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax,根据滞后时间t1、升温时间t2和最大变形量Smax计算主轴热变形量与热机时间对应关系的指数型曲线的指数系数k,并将滞后时间t1、升温时间t2、最大变形量Smax以及指数系数k的值录入到数控系统补偿参数中;S2,数控系统根据滞后时间t1、升温时间t2、最大变形量Smax以及指数系数k建立主轴热变形量与热机时间对应的关系模型,通过关系模型实时计算热机时间t对应的主轴热变形量s;S3,数控系统计算刀轴方向;S4,数控系统根据刀轴方向将主轴热变形量s分解到三个直线轴上分别对三个直线轴进行补偿。2.如权利要求1所述的五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,其特征在于:所述步骤S2中建立的主轴热变形量与热机时间对应的关系模型如下:其中,t为热机时间,s为主轴热变形量,t1为热传递滞后时间,t2为升温时间,Smax为最大变形量,k为指数系数。3.如权利要求1所述的五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,其特征在于:所述步骤S3中数控系统计算刀轴方向的方法如下:当五轴数控机床为双摆头型,当五轴数控机床为双转台型,当五轴数控机床为混合型,其中,、分别为五轴数控机床的两个旋转轴的旋转矩阵,为刀具初始方向坐标,为刀轴方向。4.如权利要求1所述的五轴数控机床主轴热变形误差补偿方法,其特征在于:还包括以下步骤S5,在机床完全冷机状态下开机运行用于加工的程序,不开启补偿功能情况下,每隔1分钟记录一...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱志红,邹捷,杨祥,王旭,尹乐,周丹,胡洁,
申请(专利权)人:武汉华中数控股份有限公司,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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