[发明专利]一种数控机床的网络群控式误差动态补偿系统

权利要求书

1.一种数控机床的网络群控式误差动态补偿系统，该补偿系统与数控机床，其特征在于，所述的补偿系统包括机床误差测量仪器、温度传感器、温度数据采集卡、第一路由器、工控机和第二路由器，所述的工控机分别与机床误差测量仪器、第一路由器和第二路由器连接，所述的第一路由器通过温度数据采集卡与温度传感器连接，所述的第二路由器与数控机床连接；

所述的工控机中内嵌有群控误差补偿与监控子系统，该群控误差补偿与监控子系统包括误差建模模块、状态监控模块和误差补偿模块，所述的数控机床中内嵌有二次界面子系统，该二次界面子系统包括通信模块、机床参数存取模块以及误差补偿实施模块；

所述的误差建模模块根据机床误差测量仪器测得的不同关键测点温度下的误差数据建立各数控机床的误差模型，所述的状态监控模块按设定的周期循环接收数控机床的机床参数和关键测点温度数据，所述的误差补偿模块则根据各数控机床误差模型计算实时动态误差补偿值，并将计算得到的补偿值发送到相应数控机床二次界面子系统的通信模块；

所述状态监控模块对群控网络内的不同数控机床的工作状态同时进行在线监控，实现按设定的周期循环接收数控机床的机床参数和关键测点温度数据，并将其显示在交互界面上的功能，起到机床状态监控的效果。

2.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述群控网络为基于TCP／IP的通信协议，工控机作为客户端，生产线上不同数控机床作为不同的服务端，通过匹配各机床的IP地址和端口建立群控网络，实现数据的双向交互。

3.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的误差补偿实施模块是利用机床PLC中FB3功能块将误差补偿值写入到各轴对应的机床参数SD43900中，利用SD43900参数自带的运动驱动功能实现动态补偿功能。

4.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的数控机床是集成西门子SINUMERIK840D数控系统的机床。

5.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的机床误差测量仪器包括激光干涉仪、球杆仪和激光跟踪仪，对机床的各个进给轴的几何误差和热误差进行测量。

6.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的温度传感器采用铂热电阻，分布安装在群控网络内各数控机床的关键温度测点上。

7.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的误差建模模块根据机床误差测量仪器测得的不同关键测点温度下的误差数据建立各数控机床的误差模型具体为：

首先对生产线上的不同数控机床进行误差测量，得到各个机床关键测点的温度数据以及不同温度下机床各个进给轴的误差元素，然后进行几何误差元素和热误差元素的分离，利用最小二乘法建立各个进给轴的几何误差模型，利用自然指数法得出热误差模型，最后把两部分误差模型复合得到各机床的复合误差模型。

8.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的误差补偿模块将状态监控模块监控到的机床坐标以及关键测点温度数据代入到各数控机床复合误差模型中，得到各进给轴的动态误差补偿值，并将动态误差补偿值发送到相应数控机床的误差补偿实施模块。

9.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的机床参数存取模块通过访问NCDDE服务器的方式，实现NCK／PLC变量的存取，包括读取机床系统参数、机床坐标、加工参数、报警信息，以及将补偿值写入到PLC的中间变量寄存器。

10.根据权利要求1所述的网络群控式误差动态补偿系统，其特征在于，所述的关键测点温度数据通过温度传感器采集，并依次通过温度数据采集卡、以太网传输到工控机上，由状态监控模块接收并显示。