一种数控机床联动操作系统技术方案

本发明专利技术提供了一种数控机床联动操作系统，包括多轴误差实时监测模块、误差耦合动态建模模块、联动轴误差动态补偿控制模块、控制稳定性优化模块和人机交互智能引导模块，本发明专利技术通过设置多轴误差实时监测模块与误差耦合动态建模模块，实现在机床运行过程中对多个联动轴的实时位置信息进行采集，并基于该信息构建联动误差动态模型，并引入轴间的联动耦合影响关系，更准确地反映多轴联动过程中误差的空间叠加状态，结合补偿控制模块将模型预测的实时误差转化为指令级控制修正，从而实现联动轴位移的动态闭环调节，有效降低了由于联动轴间误差耦合导致的轨迹偏移问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数控机床，特别涉及一种数控机床联动操作系统。

技术介绍

1、现有技术中，数控机床通常采用半闭环控制或全闭环控制系统实现机床轴的定位和联动操作，半闭环控制系统以伺服电机自身的旋转角度或编码器反馈的位置信息为依据进行误差补偿；然而，在实际应用中，由于机械传动链(如滚珠丝杠、齿轮、联轴器等)不可避免地存在弹性变形、磨损、间隙和非线性特性，这导致机床实际加工位置与指令位置之间存在偏差；尤其在多轴联动加工过程中，各轴之间的误差存在耦合效应，使得误差的复杂性显著增加，传统的单轴或独立轴误差补偿方法难以有效解决多轴联动过程中的耦合误差问题；

2、此外，全闭环控制方式虽然通过直接测量机床执行部件的实际位置来实现更为精确的定位，但其系统稳定性和控制复杂度也随之增加，尤其当机床结构刚性不足或高速加工时，容易引起振动、控制不稳定的问题，导致加工过程出现波动，进一步降低了实际加工精度和可靠性，进而造成以下两方面问题：

3、一方面，多轴联动加工中累积的误差无法被有效地实时修正，致使加工的零件精度无法满足高精度和高复杂度的零件加工要求；

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【技术保护点】

1.一种数控机床联动操作系统，其特征在于：包括多轴误差实时监测模块、误差耦合动态建模模块、联动轴误差动态补偿控制模块、控制稳定性优化模块和人机交互智能引导模块；

2.根据权利要求1所述的一种数控机床联动操作系统，其特征在于：所述多轴误差实时监测模块包括光栅尺或磁栅尺，安装于各联动轴直线导轨侧面，光栅尺测量精度为±0.5μm，数据采集频率为10000Hz，所采集数据通过Profinet工业实时网络以0.5ms的周期同步发送至误差耦合动态建模模块，并进行双端CRC校验，每个轴传感器安装位置距轴承座或导轨中心线的距离误差小于0.05mm。

3.根据权利要求1所述的一种数...

【技术特征摘要】

1.一种数控机床联动操作系统，其特征在于：包括多轴误差实时监测模块、误差耦合动态建模模块、联动轴误差动态补偿控制模块、控制稳定性优化模块和人机交互智能引导模块；

2.根据权利要求1所述的一种数控机床联动操作系统，其特征在于：所述多轴误差实时监测模块包括光栅尺或磁栅尺，安装于各联动轴直线导轨侧面，光栅尺测量精度为±0.5μm，数据采集频率为10000hz，所采集数据通过profinet工业实时网络以0.5ms的周期同步发送至误差耦合动态建模模块，并进行双端crc校验，每个轴传感器安装位置距轴承座或导轨中心线的距离误差小于0.05mm。

3.根据权利要求1所述的一种数控机床联动操作系统，其特征在于：所述联动误差动态补偿控制模块包括误差指令计算单元和补偿执行单元；所述误差指令计算单元根据误差耦合动态建模模块输出的实时综合误差信息，计算并生成实时补偿控制指令；所述补偿执行单元将实时补偿控制指令转化为数控系统可识别的控制信号，并作用于各联动轴伺服驱动装置。

4.根据权利要求1所述的一种数控机床联动操作系统，其特征在于：所述联动误差动态补偿控制模块内置实时插补控制程序，该插补控制程序以误差耦合动态建模模块输出的数据为基础，将实时误差数据换算为伺服轴具体的脉冲补偿量，每轴脉冲补偿分辨率为0.001mm/脉冲，插补周期不超过0.5ms，补偿指令通过ethercat总线发送至各轴伺服驱动器。

5.根据权利要求1所述的一种数控机床联动操作系统，其特征在于：所述控制稳定性优化模块包括振动监测...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海军，
申请(专利权)人：苏州飞纳斯达智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：