[发明专利]一种数控机床温升补偿系统及方法

说明书

本发明公开一种数控机床温升补偿系统及方法,该补偿系统包括设在机床上的开关电源、PLC数控系统、与PLC数控系统电连接的伺服驱动器及与伺服驱动器电连接的驱动电机,还包括与PLC数控系统和开关电源电连接的温控器,每一温控器电连接设在机床上的环境温度传感器和设在运动轴上的设备温度传感器；温控器包括主控MCU、稳压模块、温度采集输入端口、输出驱动模块、用于数码显示温升数据的显示模块及设定温控器开/关机和输出精度的拨码开关,稳压模块电连接开关电源,并将+24V稳压为+5V输出而为温控器供电；主控MCU通过温度采集输入端口电连接环境温度传感器和设备温度传感器,主控MCU通过输出驱动模块与PLC数控系统电连接。

技术领域

本发明涉数控机床技术领域,特别涉及一种数控机床温升补偿系统及方法。

背景技术

目前,国内的数控机床,大多数都是半闭环控制,丝杆一般是电机端全固定式,另一端半固定式,丝杆采用这样的安装方式,会使机床在运作过程中,移动的轴,产生温升后会朝向半固定端方向产生延伸。

数控机床在使用加工过程中,主轴及运动轴在高速旋转时,也会产生热量及热延伸，对于主轴和运动轴产生的热量及热延伸，现有中很多机床生产厂家对会主轴或运动轴与轴承安装座通过恒温油冷的方式进行循环冷却,使机床发热部位的温升得到有效控制，从而减小温升带来的形变。但通过恒温油冷的方式进行循环冷却，需要在冷油带走的热量与旋转部件产生的热量一样时，机床的部件温升才会稳定下来,但冷却油的温度与机床发热部位往往会存在一个温差值,这个温差值，同样会带给机床热延伸。

对于机床产生热延伸，不少厂商通过加装温度传感器来,根据相应的钢材的热膨胀系数来进行补偿,如中国专利一种用于数控机床温升补充的方法(专利申请号：2016104295608)，也有一些通过温升数据与位移变化量的对应关系进行补偿，如中国专利一种机床温升补偿方法(专利申请号：2016102377567)；上述2016104295608和2016102377567专利所匹配的对机床进行温升补偿都存在一些不合理因数:上述专利并未考虑到实际使用时,环境温度变化,例如:机床在使用的过程中,外部突然停电并在短暂时间之后又恢复供电,机床再次复产时，如果没有环境温度传感器作为参考的话,此时,现有的公开的专利补偿方案是无法识别的,只能从头开始进行补偿,但是,此时的主轴温度肯定比环境温度要高,从头开始进行补偿，那就会造成工件的精度误差过大而不合格。

目前,在相关技术领域中,尚缺少解决上述问题且成本低、温升补偿精准的数控机床温升补偿系统及方法。

发明内容

本发明的解决的技术问题是针对上述现有技术中的存在的缺陷,提供一种成本低、温升补偿精准的数控机床温升补偿系统及方法。

根据本发明的第一方面,本发明提供一种技术方案如下:一种数控机床温升补偿系统,包括设在机床上的开关电源、PLC数控系统、与PLC数控系统电连接的伺服驱动器及与伺服驱动器电连接的运动轴的驱动电机,还包括与PLC数控系统和开关电源电连接的至少一个温控器,每一所述温控器还电连接设在机床上的环境温度传感器和设在机床的运动轴上的设备温度传感器；所述温控器包括主控MCU、稳压模块、温度采集输入端口、输出驱动模块、用于数码显示温升数据的显示模块及设定温控器开/关机和输出精度的拨码开关,其中,所述稳压模块电连接开关电源,并将开关电源的+24V稳压为+5V输出并为温控器供电；所述主控MCU通过温度采集输入端口电连接环境温度传感器和设备温度传感器,所述主控MCU通过输出驱动模块与PLC数控系统电连接,所述主控MCU能接收环境温度传感器和设备温度传感器采集的环境及运动轴的温度并将计算处理的运动轴温升数据传送至PLC数控系统；所述PLC数控系统能接收温控器传送的温升数据并控制伺服驱动器驱动匹配的驱动电机进行温升补偿。

作为对上技术方案的进一步阐述，