[发明专利]嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器

权利要求书

1.一种嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述热误差实时补偿控制器通过内嵌于嵌入式处理器(2)中的模型预测数控机床的热误差值，最终通过FPGA芯片(3)和热补偿执行模块(4)完成热误差值的补偿；

光纤光栅温度传感器(1)：通过光纤光栅解调仪实时获取光栅波长变化，光纤光栅解调仪将光栅波长数据传输至以太网接口(10)，以太网接口(10)接收光栅波长数据并传输至嵌入式处理器(2)；

所述嵌入式处理器(2)：用于将光栅波长数据标定量化为温度数据，根据温度数据计算热误差值并传输至所述FPGA芯片(3)；

所述FPGA芯片(3)：首先接收嵌入式处理器(2)传送的补偿脉冲个数、控制信号和进给轴运动方向，然后依据相位判断单元(8)送入的信号自行择机送出补偿脉冲信号，所述FPGA芯片(3)在相位判断单元(8)输出为低电平时输出补偿脉冲信号、输出为高电平时不输出补偿脉冲信号；

所述热补偿执行模块(4)位于数控机床的位置反馈环中，用于将补偿脉冲信号与数控机床的原始反馈信号进行叠加，并将叠加后的反馈信号传输至机床控制器(6)以控制数控机床X、Y、Z三轴产生抵消热误差的附加运动。

2.根据权利要求1所述的嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述嵌入式处理器(2)采用基于ARM的Cortex-M3核处理器STM32实现，完成温度检测、热误差值预测的功能。

3.根据权利要求2所述的嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述热误差实时补偿控制器采用嵌入式处理器(2)作为系统的中央控制单元，将温度数据处理，热误差预测以及系统的自动控制功能全部集中在STM32芯片中，采用FPGA芯片(3)实现补偿脉冲的产生与补偿实施。

4.根据权利要求1所述的嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述热误差实时补偿控制器利用BP神经网络数学模型对数控机床由于温度变化造成的误差值进行预测。

5.根据权利要求1所述的嵌入式数控机床热误差实时补偿控制器，其特征在于：所述光纤光栅温度传感器(1)安装于数控机床的刀架悬臂、主轴和工作台。