一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法，包括：数据采集系统、数据处理系统、数据模块和反馈报警系统，所述数据采集系统连接数据处理系统，数据处理系统还连接数据模块，数据模块还连接反馈报警系统，本发明专利技术能够实现对数控机床误差补偿周期精确计算，并能够保证加工质量又降低企业成本。

【技术实现步骤摘要】
一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法
本专利技术涉及数控机床
，具体是一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法。
技术介绍
由于数控机床空间误差会降低机床加工精度、影响产品质量、提高次品率，因此机加工企业往往需要每隔一段时间就对数控机床进行空间误差补偿以降低机床数控机床空间误差提高机床加工质量。然而，数控机床空间误差补偿是一个很复杂的操作过程，其会占用机加工企业大量正常生产时间，同时数控机床空间误差补偿往往需要机加工企业雇佣机床厂的专业团队采用专业设备来操作，聘请人员和设备租用需要企业付出大量成本。正因为如此，机加工企业管理层往往希望数控机床空间误差周期尽可能长，从而减少数控机床空间误差对企业正常生产的影响，降低企业生产成本。然而，数控机床空间误差周期又不能过长，主要是由于长时间不进行数控机床空间误差补偿会造成数控机床空间误差积累，最终使机床加工精度降低，进而影响产品质量。鉴于数控机床空间误差周期定制的矛盾性，机加工企业管理者很难决策究竟每隔多长时间对数控机床进行空间误差。目前，大多数机加工企业制定数控机床空间误差周期都是采用经验模式，即一个熟练工人根据自己的加工经验来确定何时进行数控机床空间误差补偿。由于这种模式对数控机床空间误差补偿的确定并没有直接依据，因此大部分情况采用这种方法确定的数控机床空间误差周期不是最优化的，不能既保证加工质量又降低企业成本。正因为如此，机加工企业管理者很希望能够开发一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法，能够实现对数控机床误差补偿周期精确计算，并能够保证加工质量又降低企业成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种数控机床误差补偿周期测算系统和方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种数控机床误差补偿周期测算系统，包括：数据采集系统：用于设定数据采集同步时钟和按照时钟同步采集机床各个进给轴编码器数据和各个进给轴电机电流数据等底层数据；数据处理系统：用于对数据采集系统采集的数据进行滤波、纠正和整合计算；数据模块：接收数据处理系统发送的整合数据，再结合机床健康度，通过智能算法构建出整合数据-机床健康度关系模型；反馈报警系统：接收数据模型发送的信号即刻发出报警，提示需要数控机床误差补偿；所述数据采集系统连接数据处理系统，数据处理系统还连接数据模块，数据模块还连接反馈报警系统。一种数控机床误差补偿周期测算方法，包含以下步骤：A、数据采集与处理；B、数据模型训练与应用；C、检测报警。作为本专利技术的进一步技术方案：数据采集与处理具体是：数控机床误差补偿周期测算系统启动，数控机床运行数控机床误差补偿周期测算系统调试程序，各进给轴按照设计参数开始运动，数据采集系统记录起始时编码器绝对位置数据，数控机床误差补偿周期测算系统正常调试时，数据采集系统依据特定脉冲数或时间间隔确定数据采集同步时钟和采样时间间隔，并根据同步时钟和采样时间间隔在特定时间点采集各当前进给轴绝对位置数据、当前进给轴伺服电机驱动电流数据和同步时钟数据，并将这些数据打包发送给数据处理系统，数据处理系统接收到数据采集系统传输的数据后依照同步时钟对数据进行排序和纠错，然后对数据进行处理，依照时间先后顺序采集的X轴绝对位置数据记为x[1]，x[2]，……x[n-1]，x[n]，与每个绝对位置对应的X轴伺服电机驱动电流记为i[1]，i[2]，……i[n-1]，i[n]，在数据处理前首先将进给轴X轴根据要求进行分割，每间隔一定距离确定一个监测点，并将这些点的位置坐标按照顺序记录为X[1]，X[2]，X[3]，……，Xj，X[j-1]，X[j-2]，……，X[m-2]，X[m-1]，X[m]，机床在连续运转过程中经过进给轴第j个监测点的总次数记为T[j]，根据先后顺序进给轴第k次经过第j个监测点进给轴伺服电机电流记为D[j][k]，然后对数据进行处理。作为本专利技术的进一步技术方案：数据处理可以与数据采集同时进行，也可以每隔一段时间对新采集的数据进行处理，每次处理后若T[j]、D[j][k]数据发生变化，则将新变化的数据实时传送给数据模型。7.作为本专利技术的进一步技术方案：数据模型训练与应用具体是：在实施数控机床误差补偿周期测算方法时首先要对数据模型训练，即每隔一段时间测量进给轴各个监测点X[1]，X[2]，X[3]，……，Xj，X[j-1]，X[j-2]，……，X[m-2]，X[m-1]，X[m]的综合误差，记为δ[1]，δ[2]，δ[3]，……，δ[j]，δ[j-1]，δ[j-2]，……，δ[m-2]，δ[m-1]，δ[m]，利用最小二乘法或神经网络算法或其它算法建立综合误差与机床在连续运转过程中经过进给轴各个监测点的总次数和经过进给轴各个监测点时进给轴伺服电机电流之间的关系模型如下式：经过不少于一定数量的数据训练后可以得到综合误差与机床在连续运转过程中经过进给轴各个监测点的总次数和经过进给轴各个监测点时进给轴伺服电机电流之间的关系模型，综合误差与机床在连续运转过程中经过进给轴各个监测点的总次数和经过进给轴各个监测点时进给轴伺服电机电流之间的关系模型训练好后，可以利用模型测算数控机床误差补偿周期。首先确定进给轴各个监测点X[1]，X[2]，X[3]，……，Xj，X[j-1]，X[j-2]，……，X[m-2]，X[m-1]，X[m]所允许的最大综合误差，记为δmax[1]，δmax[2]，δmax[3]，……，δmax[j]，δmax[j-1]，δmax[j-2]，……，δmax[m-2]，δmax[m-1]，δmax[m]。然后每次接收到数据处理系统发送的T[j]、D[j][k]数据即代入数据模型，算出当前进给轴各个监测点的模型计算综合误差δ[1]，δ[2]，δ[3]，……，δ[j]，δ[j-1]，δ[j-2]，……，δ[m-2]，δ[m-1]，δ[m]，若存在某一δ[j]大于δmax[j]则需要对机床进行补偿，此时数据模型向反馈报警系统发送信号。作为本专利技术的进一步技术方案：反馈报警系统一旦接收到数据模型发送的信号即刻发出报警，提示需要数控机床误差补偿。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够实现对数控机床误差补偿周期精确计算，并能够保证加工质量又降低企业成本。附图说明图1是系统原理图；图2是X轴分割图；图3是数据处理流程图。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。请参阅图1-3，实施例1：一种数控机床误差补偿周期测算系统，包括：数据采集系统、数据处理系统、数据模块和反馈报警系统，数据采集系统在最前端，主要用于设定数据采集同步时钟和按照时钟同步采集机床各个进给轴编码器数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种数控机床误差补偿周期测算系统，其特征在于，包括：/n数据采集系统：用于设定数据采集同步时钟和按照时钟同步采集机床各个进给轴编码器数据和各个进给轴电机电流数据等底层数据；/n数据处理系统：用于对数据采集系统采集的数据进行滤波、纠正和整合计算；/n数据模块：接收数据处理系统发送的整合数据，再结合机床健康度，通过智能算法构建出整合数据-机床健康度关系模型；/n反馈报警系统：接收数据模型发送的信号即刻发出报警，提示需要数控机床误差补偿；/n所述数据采集系统连接数据处理系统，数据处理系统还连接数据模块，数据模块还连接反馈报警系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种数控机床误差补偿周期测算系统，其特征在于，包括：
数据采集系统：用于设定数据采集同步时钟和按照时钟同步采集机床各个进给轴编码器数据和各个进给轴电机电流数据等底层数据；
数据处理系统：用于对数据采集系统采集的数据进行滤波、纠正和整合计算；
数据模块：接收数据处理系统发送的整合数据，再结合机床健康度，通过智能算法构建出整合数据-机床健康度关系模型；
反馈报警系统：接收数据模型发送的信号即刻发出报警，提示需要数控机床误差补偿；
所述数据采集系统连接数据处理系统，数据处理系统还连接数据模块，数据模块还连接反馈报警系统。


2.一种数控机床误差补偿周期测算方法，其特征在于，包含以下步骤：
A、数据采集与处理；
B、数据模型训练与应用；
C、检测报警。


3.根据权利要求2所述的一种数控机床误差补偿周期测算方法，其特征在于，数据采集与处理具体是：数控机床误差补偿周期测算系统启动，数控机床运行数控机床误差补偿周期测算系统调试程序，各进给轴按照设计参数开始运动，数据采集系统记录起始时编码器绝对位置数据，数控机床误差补偿周期测算系统正常调试时，数据采集系统依据特定脉冲数或时间间隔确定数据采集同步时钟和采样时间间隔，并根据同步时钟和采样时间间隔在特定时间点采集各当前进给轴绝对位置数据、当前进给轴伺服电机驱动电流数据和同步时钟数据，并将这些数据打包发送给数据处理系统，数据处理系统接收到数据采集系统传输的数据后依照同步时钟对数据进行排序和纠错，然后对数据进行处理，依照时间先后顺序采集的X轴绝对位置数据记为x[1]，x[2]，……x[n-1]，x[n]，与每个绝对位置对应的X轴伺服电机驱动电流记为i[1]，i[2]，……i[n-1]，i[n]，在数据处理前首先将进给轴X轴根据要求进行分割，每间隔一定距离确定一个监测点，并将这些点的位置坐标按照顺序记录为X[1]，X[2]，X[3]，……，Xj，X[j-1]，X[j-2]，……，X[m-2]，X[m-1]，X[m]，机床在连续运转过程中经过进给轴第j个监测点的总次数记为T[j]，根据先后顺序进给轴第k次经过第j个监测点进给轴伺服电机电流记为D[j][k]，然后对数据进行处理。


4.根据权利要求3所述的一种数控机床误差补偿周期测算方法，其特征在于，所述X轴绝对位置数据由编码器数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，梁磊，侯成阳，殷新燕，
申请(专利权)人：西京学院，
类型：发明
国别省市：陕西;61