基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法、电子设备、计算机可读存储介质技术

本发明专利技术涉及一种基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法、电子设备、计算机可读存储介质。其中方法用以提高三轴钻攻数控机床的加工精度，具体包括：分别检测主轴及Z向直线轴的温度变化；读取数控机床运行过程中Z向直线轴的机械坐标；根据Z向直线轴的温度变化及机械坐标建立直线轴热误差预测模型，用直线轴热误差预测模型预测Z向直线轴的当前定位偏差量；根据主轴的温度变化建立主轴热误差预测模型，用主轴热误差预测模型预测主轴的当前热伸长量；根据所述当前定位偏差量与所述当前热伸长量之间的比较情况，确定数控机床的Z向零位补偿量用于补偿。

【技术实现步骤摘要】
基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法、电子设备、计算机可读存储介质
本专利技术涉及数控机床领域，尤其涉及一种基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法、电子设备、计算机可读存储介质。
技术介绍
数控机床作为重要的工作母机，其性能直接影响零件的加工质量、加工效率和制造成本。随着数控机床向高速、高精方向发展，其配置的高功率主轴和高速进在高速旋转和反复快速移动时，由于摩擦产生大量热，这些热量沿不同方向以不同速度向数控机床各个部件传播，导致在数控机床内部形成不均匀的温度场。同时，由于数控机床各部件受到不尽相同的约束且具有不同的材料属性，导致数控机床部件产生不同程度的热变形，进而造成数控机床零点产生一定漂移，影响最终零件的加工精度。学者研究发现热误差是影响数控机床精度的最主要的误差源之一，由热导致的误差占数控机床总加工误差的40％-70％，据此研发出热误差补偿方法以解决上述问题。热误差补偿方法原理简单，即根据建立的热误差模型对主轴的热误差(如热伸长量)进行预测，并以预测误差的反向数值作为补偿量人为的去抵消和减小实际误差。然而该方法仅考虑到主轴热误差，对于三轴钻攻数控机床而言，其除了主轴外，Z向直线轴也属于常活动部件，直接套用现有的热误差补偿方法会忽视Z向直线轴所带来的影响，导致补偿效果差强人意。
技术实现思路
本专利技术为改善现有技术中的不足之处，而提供一种针对三轴钻攻数控机床进行Z向零位漂移误差补偿的方法，用以提高三轴钻攻数控机床的加工精度。提供一种基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法，包括：分别检测主轴及Z向直线轴的温度变化；读取数控机床运行过程中Z向直线轴的机械坐标；根据Z向直线轴的温度变化及机械坐标建立直线轴热误差预测模型，用直线轴热误差预测模型预测Z向直线轴的当前定位偏差量；根据主轴的温度变化建立主轴热误差预测模型，用主轴热误差预测模型预测主轴的当前热伸长量；根据所述当前定位偏差量与所述当前热伸长量之间的比较情况，确定数控机床的Z向零位补偿量用于补偿。进一步地，分析Z向直线轴上每一个温度测点与定位偏差量的相关密切程度，根据相关密切程度在Z向直线轴上选取温度测点进行温度检测。进一步地，在Z向直线轴上根据相关密切程度选取至少两个温度测点进行温度检测。进一步地，所述直线轴热误差预测模型具体是以Z向直线轴上各个温度测点的温度变化及Z向直线轴的机械坐标作为输入变量，利用多元线性回归方法对直线轴的定位偏差量进行估算。进一步地，分析主轴上每一个温度测点与热伸长量的相关密切程度，根据相关密切程度在主轴上选取温度测点进行温度检测。进一步地，在主轴上根据相关密切程度选取至少两个温度测点进行温度检测。进一步地，所述主轴热误差预测模型具体是以主轴上各个温度测点的温度变化作为输入变量，利用多元线性回归方法对主轴的热伸长量进行估算。进一步地，基于所述比较情况分析数控机床热误差的主要影响因素，根据主要影响因素来确定所述Z向零位补偿量。还提供一种电子设备，其中，该电子设备包括：处理器；以及，被安排成存储计算机可执行指令的存储器，所述可执行指令在被执行时使所述处理器执行根据上述的方法。还提供一种计算机可读存储介质，其中，所述计算机可读存储介质存储一个或多个程序，所述一个或多个程序当被处理器执行时，实现上述的方法。有益效果：本专利技术通过对三轴钻攻数控机床常活动的Z向直线轴及主轴建立热误差预测模型，来分析直线轴的定位偏差量及主轴的热伸长量，考虑定位偏差量与热伸长量之间的差异情况来综合分析数控机床的Z向零位补偿量，确保对三轴钻攻数控机床进行Z向的精准补偿，以此实现提高三轴钻攻数控机床的加工精度，减小机床的热误差。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本专利技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本专利技术的具体实施方式。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1示出了数控机床热误差补偿设备与数控机床的连接示意图。图2示出了温度传感器的端部结构剖面图。图3示出了本专利技术实施例的数控机床Z向零位漂移误差补偿方法的流程图。图4示出了将温度传感器随机吸附到Z向直线轴和主轴的不同测点的位置示意图。图5示出了本专利技术实施例的电子设备的结构示意图；图6示出了本专利技术实施例的计算机可读存储介质的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本实施例的数控机床热误差补偿设备如图1所示，由温度采集箱1、触摸显示器2和多个PT100温度传感器3组成。温度采集箱1内置有具有逻辑运算处理能力的控制器，控制器未作图示，控制器设有网络通讯接口，其一方面通过网线建立与三轴钻攻数控机床4的硬件连接，另一方面通过VGA连接线与触摸显示器2建立通讯。见图2，温度传感器3的前端设有起保护作用的圆管套帽31，套帽31的顶面齐平，该顶面中央处具有通孔，探头32从套帽31的底部开口探入并从顶面通孔探出。套帽31的内侧壁设有内螺纹，探头32的侧壁固定有螺纹卡件321，螺纹卡件321的外形及大小与套帽31的底部开口适配从而得以相互对置。螺纹卡件321的外壁设有外螺纹，通过内外螺纹的相互配合使得螺纹卡件321得以在套帽31中旋进或旋出，从而控制探头32的探出程度，以适配图1中数控机床4的不同探测地点。螺纹卡件321朝向套帽31的端部通过胶水贴合有高温磁铁33，高温磁铁33呈环状套设在探头32上，探头32从高温磁铁33的内环穿过并凸出于高温磁铁33的端面，通过高温磁铁33，探头32能以直立角度直接吸附在数控机床4的金属部件表面。见图1，各个温度传感器3的后端通过输出线分别与温度采集箱1中的控制器电连接，使用时，将各个温度传感器3吸附在数控机床4的金属部件表面上后，控制器通过各个温度传感器3采集数控机床上各测点的温度变化，然后以温度作为输入变量，通过预先建立的数控机床Z向零点热漂移预测模型来计算补偿值，并将补偿值输入至数控机床4指定的数据寄存器中，以实现数控机床Z向零位漂移补偿。由于数控机床热误差补偿设备通过外置方式与数控机床4配合使用，其避免了直接改动数控机床，达到成本控制的目的。为对上述的数控机床Z向零位漂移误差补偿方法进行充分说明，本实施例以图1中的主轴A、图1中的Z向直线轴B以及环境温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法，其特征在于，包括：/n分别检测主轴及Z向直线轴的温度变化；/n读取数控机床运行过程中Z向直线轴的机械坐标；/n根据Z向直线轴的温度变化及机械坐标建立直线轴热误差预测模型，用直线轴热误差预测模型预测Z向直线轴的当前定位偏差量；/n根据主轴的温度变化建立主轴热误差预测模型，用主轴热误差预测模型预测主轴的当前热伸长量；/n根据所述当前定位偏差量与所述当前热伸长量之间的比较情况，确定数控机床所需的Z向零位补偿量用于补偿。/n

【技术特征摘要】
1.基于三轴钻攻数控机床的Z向零位漂移误差补偿方法，其特征在于，包括：
分别检测主轴及Z向直线轴的温度变化；
读取数控机床运行过程中Z向直线轴的机械坐标；
根据Z向直线轴的温度变化及机械坐标建立直线轴热误差预测模型，用直线轴热误差预测模型预测Z向直线轴的当前定位偏差量；
根据主轴的温度变化建立主轴热误差预测模型，用主轴热误差预测模型预测主轴的当前热伸长量；
根据所述当前定位偏差量与所述当前热伸长量之间的比较情况，确定数控机床所需的Z向零位补偿量用于补偿。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：分析Z向直线轴上每一个温度测点与定位偏差量的相关密切程度，根据相关密切程度在Z向直线轴上选取温度测点进行温度检测。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在Z向直线轴上根据相关密切程度选取至少两个温度测点进行温度检测。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述直线轴热误差预测模型具体是以Z向直线轴上各个温度测点的温度变化及Z向直线轴的机械坐标作为输入变量，利用多元线性回归方法对直线轴的定位偏差量进行估算。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄光景，李旸，简志贤，陈秋发，苏东旭，
申请(专利权)人：东莞市巨冈机械工业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44