一种数控铣头热误差补偿方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种数控铣头热误差补偿方法及系统，考虑了无误差情况和实际状态下铣头的热误差，并通过建立热误差补偿数学模型，得到了实际加工情况下各误差补偿量；通过将所建立的数学模型导入到热误差补偿系统中，基于温度传感器采集的数据经模/数转换器模块传递到铣头控制系统，分析计算热误差补偿值，进而对铣头实际工作中的热误差进行补偿；通过编写执行程序，经循环加工以满足精度要求，实现了实际条件下的铣头热误差实时补偿和有效控制，有效提高了数控铣头的加工精度。效提高了数控铣头的加工精度。效提高了数控铣头的加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种数控铣头热误差补偿方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种数控铣头的热误差分析领域，特别地涉及一种数控铣头热误差补偿方法及系统。

技术介绍

[0002]随着数控机床加工技术的不断精密化，直驱式数控铣头技术的快速发展，这对机械加工精度和可靠性提出了更高的要求。误差是评价机床精度的主要指标，其中数控机床几何误差和由温度引起的热误差两者约占机床总误差的50％以上，有效控制热误差对提高数控铣头加工精度来说至关重要。目前关于铣头的误差分析与补偿主要是针对几何误差，由于几何误差相对稳定，易于进行误差补偿，因此只有少数对铣头自身的热误差进行分析及补偿研究，并且对于数控铣头热误差建模与补偿的方法尚未成熟。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的在于克服上述现有技术中的不足，提供了一种数控铣头热误差补偿方法及系统，考虑了无误差情况下和实际状态下铣头的热误差并建立了热误差补偿数学模型，将所建立的数学模型导入热误差补偿控制系统，基于温度传感器采集的数据经模数转换器模块传递到控制系统，进行分析计算热补偿值，对铣头实际工作中的热误差进行补偿，编写本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控铣头热误差补偿方法及系统，其特征在于，通过对无误差和实际两种不同情况下进行铣头热误差分析，同时建立热误差补偿数学模型，求解铣头综合热误差运动矩阵，并将所建立的模型导入热误差补偿系统，编写相关执行程序以实现实际加工中热误差的有效补偿。2.权利要求1中所述的热误差补偿数学模型，其特征在于，步骤为：A、建立铣头受热变形与各分量的联系，基于三角函数关系得出铣头总热变形量为式中，铣头热变形量为δ，铣头热变形在z轴上的投影为δ
z
，δ
xoy
为在x轴和y轴所构成的平面上的投影，δ
x
和δ
y
分别为δ
xoy
在x轴及y轴上的投影；A轴摆动与z轴所形成的夹角为ω；C轴转动与y轴形成的夹角ξ；B、求解出无误差状态下铣头热误差补偿数学模型为C、根据机床运动副误差运动学原理主轴热偏移和热倾斜误差的齐次变换矩阵为其中，σ
xo
(t)、σ
yo
(t)、σ
zo
(t)分别为主轴在XOZ及YOZ两个平面内产生的热倾斜，ω
xo
(t)、ω
yo
(t)、ω
zo
(t)分别为x，y，z三个坐标轴方向的热偏移；D、根据小误差假设，得到实际状态下铣头综合热误差矩阵为其中：θ
x
，θ
y
，θ
z
分别代表直驱式数控铣头在x，y，z三个方向的转角误差；W
x

【专利技术属性】
技术研发人员：戴野，陶学士，李兆龙，鲍玉冬，刘广东，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：