一种激光数控系统的热误差补偿方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及激光数控加工技术领域，尤其涉及一种激光数控系统的热误差补偿方法及装置，所述方法包括：S1、实时获取激光数控系统中切割头所在的位置、切割头上指定位置点的温度值以及与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴相应的丝杆的温度值；S2、针对激光数控系统中切割头上指定位置点的温度值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的每一进给轴相应的丝杆的温度值以及预先获取的分别与每一丝杆的温度值所对应的温度补偿系数，确定每一进给轴所对应的补偿量，并通过该补偿量对该进给轴的运行进行控制。该补偿量对该进给轴的运行进行控制。该补偿量对该进给轴的运行进行控制。

【技术实现步骤摘要】
一种激光数控系统的热误差补偿方法及装置


[0001]本专利技术涉及激光数控加工
，尤其涉及一种激光数控系统的热误差补偿方法及装置。

技术介绍

[0002]当前，在采用激光数控系统加工时，当数控机床的部件如丝杆、切割头等因为温度变化产生变形时，会影响激光数控系统中数控机床的加工精度。当数控机床产生热误差变形后，不但会影响走刀的定位精度，而且会产生加工件的加工形状误差。
[0003]因此，减少热误差变形对加工效果带来的不利影响，提高加工质量和精度是当前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供一种激光数控系统的热误差补偿方法及装置，其解决了现有的数控机床产生热误差变形后，不但会影响走刀的定位精度，而且会产生加工件的加工形状误差的技术问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
[0006]一方面，本实施例提供一种激光数控系统的热误差补偿方法，包括：
[0007]S1、实时获取激光数控系统中切割头所在的位置、切割头上指定位置点的温度值以及与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴相应的丝杆的温度值；
[0008]S2、针对激光数控系统中切割头上指定位置点的温度值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的每一进给轴相应的丝杆的温度值以及预先获取的分别与每一丝杆的温度值所对应的温度补偿系数，确定每一进给轴所对应的补偿量，并通过该补偿量对该进给轴的运行进行控制。
[0009]优选地，所述S2具体包括：
[0010]S21、针对激光数控系统中切割头上指定位置点的温度值，获取切割头所对应的热误差补偿值；
[0011]S22、基于切割头所对应的热误差补偿值和与该切割头所在的位置所对应的任一进给轴的位置的坐标值和与该进给轴相应的丝杆的温度值T以及预先获取的与该丝杆的温度值T所对应的温度补偿系数，采用公式(1)获取该进给轴所对应的补偿量，并通过该补偿量对该进给轴的运行进行控制；
[0012]所述公式(1)为：
[0013]ΔK
x
＝K0+tanβ(T).(P
x
‑
P0)；
[0014]ΔK
x
为该进给轴所对应的补偿量；
[0015]K0为切割头所对应的热误差补偿值；
[0016]tanβ(T)为预先获取的与该丝杆的温度值T所对应的温度补偿系数；
[0017]P0为预先指定的该进给轴的参考位置点；
[0018]P
x
为与该切割头所在的位置所对应的该进给轴的位置的坐标值。
[0019]优选地，所述S21具体包括：
[0020]针对激光数控系统中切割头上的指定位置点的温度值，采用预先获取的切割头热误差补偿模型，获取切割头所对应的热误差补偿值；
[0021]所述切割头热误差补偿模型为：
[0022]K0＝a1*t1+...+a
i
*t
i
+....+a
n
*t
n
；
[0023]K0为切割头所对应的热误差补偿值；
[0024]t
i
为的第i个指定位置点的温度值；
[0025]a
i
为预先获取的指定因素中的第i个指定位置点的温度值的系数；
[0026]其中，2≤n≤10。
[0027]优选地，所述方法在S1之前还包括：
[0028]获取该切割头的多个温度数据组，并针对多个温度数据组进行拟合，得到切割头热误差补偿模型中指定位置点的温度值所对应系数的具体值，以得到切割头热误差补偿模型；
[0029]每一所述温度数据组均包括：切割头上所有指定位置点的温度值和与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头的热变形偏移量；
[0030]其中，与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头的热变形偏移量为与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头相对于未工作时状态的切割头的形变量。
[0031]优选地，所述切割头的热变形偏移量由位移传感器测量得到的。
[0032]优选地，所述方法在S1之前还包括：
[0033]获取每一丝杆在温度值T时所对应的多个不同信息组，并根据该丝杆在温度值T时所对应的多个不同信息组，确定与该丝杆在温度值T时所对应的温度补偿系数；
[0034]其中，每个信息组均包括：与该丝杆对应的进给轴的位置坐标值和位置误差值；
[0035]所述位置误差值是通过激光干涉仪测量得到的；
[0036]所述位置误差值为与该丝杆对应的进给轴在第一状态下和第二状态下的形变量；
[0037]所述第一状态为未工作状态；
[0038]所述第二状态为该进给轴对应的丝杆在温度值T时的状态。
[0039]优选地，根据该丝杆在温度值T时所对应的多个不同信息组，确定与该丝杆在温度值T时所对应的温度补偿系数，具体包括：
[0040]根据丝杆在温度值T下的所对应的多个不同信息组，获取分别与每一信息组一一对应的坐标点；
[0041]每一坐标点的x轴数值为与该坐标点所对应的信息组中切割头所在的与该丝杆对应的进给轴的位置坐标值；
[0042]每一坐标点的y轴数值为与该坐标点所对应的信息组中切割头所在的与该丝杆对应的进给轴的位置误差值；
[0043]将多个所述坐标点进行拟合，得到该丝杆在温度值T所对应的拟合直线；
[0044]基于所述拟合直线，确定与该丝杆在温度值T时所对应的温度补偿系数；
[0045]其中，与该丝杆在温度T时所对应的温度补偿系数为与该温度值T所对应的拟合直线的斜率。
[0046]优选地，所述方法在S1之前还包括：
[0047]根据切割头当前所在的位置所对应的任一进给轴丝杆的温度值T，采用公式(2)获取与该丝杆在温度值T时所对应的温度补偿系数；
[0048]所述公式(2)为：
[0049][0050]其中：T0为预先获取的与位置有关热误差为0时的丝杆的温度；
[0051]T
max
为预先获取的该丝杆在工作后所能够达到的最大温度值；
[0052]Tk
max
为预先获取的与温度值T
max
对应的拟合直线的斜率。
[0053]另一方面，本实施例还提供一种激光数控系统的热误差补偿装置，包括：
[0054]监测模块，用于实时获取激光数控系统中切割头所在的位置、以及与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值；
[0055]第一温度传感器，用于采集切割头上指定位置点的温度值；
[0056]第二温度传感器，用于采集与该切割头所在的位置所对应的每一进给轴相应的丝杆的温度值；
[0057]处理装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光数控系统的热误差补偿方法，其特征在于，包括：S1、实时获取激光数控系统中切割头所在的位置、切割头上指定位置点的温度值以及与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴相应的丝杆的温度值；S2、针对激光数控系统中切割头上指定位置点的温度值和与该切割头所在的位置所对应的各进给轴的位置的坐标值和与该切割头所在的位置所对应的每一进给轴相应的丝杆的温度值以及预先获取的分别与每一丝杆的温度值所对应的温度补偿系数，确定每一进给轴所对应的补偿量，并通过该补偿量对该进给轴的运行进行控制。2.根据权利要求1所述的激光数控系统的热误差补偿方法，其特征在于，所述S2具体包括：S21、针对激光数控系统中切割头上指定位置点的温度值，获取切割头所对应的热误差补偿值；S22、基于切割头所对应的热误差补偿值和与该切割头所在的位置所对应的任一进给轴的位置的坐标值和与该进给轴相应的丝杆的温度值T以及预先获取的与该丝杆的温度值T所对应的温度补偿系数，采用公式(1)获取该进给轴所对应的补偿量，并通过该补偿量对该进给轴的运行进行控制；所述公式(1)为：ΔK
x
＝K0+tanβ(T).(P
x
‑
P0)；ΔK
x
为该进给轴所对应的补偿量；K0为切割头所对应的热误差补偿值；tanβ(T)为预先获取的与该丝杆的温度值T所对应的温度补偿系数；P0为预先指定的该进给轴的参考位置点；P
x
为与该切割头所在的位置所对应的该进给轴的位置的坐标值。3.根据权利要求2所述的激光数控系统的热误差补偿方法，其特征在于，所述S21具体包括：针对激光数控系统中切割头上的指定位置点的温度值，采用预先获取的切割头热误差补偿模型，获取切割头所对应的热误差补偿值；所述切割头热误差补偿模型为：K0＝a1*t1+...+a
i
*t
i
+....+a
n
*t
n
；K0为切割头所对应的热误差补偿值；t
i
为的第i个指定位置点的温度值；a
i
为预先获取的指定因素中的第i个指定位置点的温度值的系数；其中，2≤n≤10。4.根据权利要求3所述的激光数控系统的热误差补偿方法，其特征在于，所述方法在S1之前还包括：获取该切割头的多个温度数据组，并针对多个温度数据组进行拟合，得到切割头热误差补偿模型中指定位置点的温度值所对应系数的具体值，以得到切割头热误差补偿模型；每一所述温度数据组均包括：切割头上所有指定位置点的温度值和与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头的热变形偏移量；
其中，与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头的热变形偏移量为与切割头上所有指定位置点的温度值所对应的切割头相对于未工作时状态的切割头的形变量。5.根据权利要求4所述的激光数控系统的热误差补偿方法，其特征在于，所述切割头的热变形偏移...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴雷鸣，李艳林，朱进全，
申请(专利权)人：济南邦德激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：