[发明专利]数控机床误差补偿方法及其系统

摘要

数控机床的误差补偿方法及其系统属于数控机床技术领域，其特征在于它基于PC平台，实时多任务的RT－Linux操作系统，以半闭环位置控制为主，全闭环位置控制为辅，以感应同步器为终端实际位置反馈元件，实现双位置闭环控制，同时，相应地提出了一个以伺服电机实现半闭环、以感应同步器实现全闭环的机床工作台位置闭环控制系统。它提高了以半闭环位置控制的数控机床进给系统的定位精度和轨迹跟踪精度，而且，当数控机床定位误差随时间变化时定位误差补偿量能实时地予以更新和矫正。

主权项

1、数控机床的误差补偿方法，其特征在于，它是一种以半闭环位置控制为主，全闭环位置控制为辅的双位置闭环控制的误差补偿方法，它基于PC平台，依以下步骤实现：(1)初始化以下参数要存入PC机：机床工作台理论误差补偿权值ω：0≤ω≤0.3；数控机床控制系统的脉冲当量δ；机床工作台理轮控制误差测量次数n，选取n在10～20之间；机床工作台控制误差测量点个数j，一般以测量点间距10～20mm来确定测量点个数j；第j个测量点第i次基于旋转伺服电机角位移的机床工作台位移控制指令值x(i，j)；第k个控制周期，基于旋转伺服电机角位移的机床工作台直线位移控制指令值Δx_m(k)，误差预补偿的初始值ε(k_o)；(2)PC机根据下式计算，第i个测量点机床坐标轴的实际位移误差的均值Δ(j)：Δ(j)=1nΣi=1n((xs(i,j)-x(i,j))-(xm(i,j)-x(i,j)))]]>其中，x_s(i，j)：第j个测量点第i次由机床工作台上直线感应同步测量得到的机床工作台实际位置；x_m(i，j)：第j个测量点第i次由旋转伺服电机上增量式光电编码器测量得到的机床工作台的实际位置；x(i，j)：第j个测量点第i次基于旋转伺服电机角位移的机床工作台的控制指令值；(3)把Δ(j)值存入PC机中，再重复步骤(2)，判断循环测量次数是否大于N，若大于N，则执行以下步骤；(4)PC机按下式计算第k个控制周期机床坐标轴的理论位移控制指令Δx_s(k)：Δxs(k)=Δxm(k)+Δ(j+1)-Δ(j)x(j+1)-x(j)Δxm(k)]]>其中，Δx_m(k)：第k个控制周期基于旋转伺服电机角位移的机床工作台直线位移控制指令Δ(j+1)：第j+1个测量点机床坐标轴的实际值的误差；Δ(j)：第j个测量点机床坐标轴的实际值的误差；x(j+1)：第j+1个测量点机床坐标系的实际位置；x(j)：第j个测量点机床坐标系的实际位置；(5)PC机按下式计算第k个控制周期的对应机床工作台位移的理论误差ε_n(k)：     ε_n(k)＝Δx_m(k)-Δx_s(k)(6)PC机按下式计算第k个控制周期的机床坐标轴的实际位移控制指令Δx(k)：      Δx(k)＝(Δx_m(k)+ω×ε_n(k))/δ(7)PC机按下式计算第k个控制周期的对应机床工作台位移的实际误差ε(k)：      ε(k)＝x_s(k)+x_m(k)其中，Δx_s(k)：第k个控制周期由直线感应同步器测量得到的机床工作台实际位移，Δx_m(k)：第k个控制周期旋转伺服电机从上增量式光电编码器测量得到的机床工作台实际位移，(8)PC机按下式计算第k+1个控制周期的对应机床工作台实际控制误差预补偿值ϵ^(k+1)=ϵ^(k)+w[ϵ(k)-ϵ^(k)]]]>其中，第k个控制周期的机床工作台实际控制误差补偿值；ε(k)：第k个控制周期的对应机床工作台位移的实际误差；(9)PC机按下式计算第k个控制周期的机床位置控制指令即伺服控制指令值r：r=Δnx(k)=[Δxm(k)+ω×ϵn(k)+(1-ω)×ϵ^(k)]/δ]]>