[发明专利]基于人机界面二次开发的数控机床误差补偿系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于人机界面二次开发的数控机床误差补偿系统及方法，所述补偿系统包括硬件部分和内置于该硬件中的软件部分；所述硬件部分包括：西门子840D数控系统PCU、温度传感器、温度数据采集卡和误差测量仪器；所述软件部分包括：温度采集模块、热误差补偿模块、空间误差补偿模块和状态监控模块。本发明充分利用西门子840D数控系统自带的热误差补偿功能对空间误差进行补偿，实施方便有效，不需要外扩补偿器，并且基于人机界面和DDE（动态数据交互）读取机床参数，不需要外部上位机即可实现良好的在线状态监控。

主权项

一种基于人机界面二次开发的数控机床误差补偿系统，其特征在于，所述补偿系统包括补偿系统硬件部分和内置于该补偿系统硬件部分中的补偿系统软件部分；所述补偿系统硬件部分包括：西门子840D数控系统PCU、温度传感器、温度数据采集卡和误差测量仪器，其中，温度传感器与温度数据采集卡相连接，温度数据采集卡通过以太网与西门子840D数控系统PCU连接，从而实时传输温度传感器测量得到的机床关键测点的温度值，误差测量仪器测量机床在不同关键测点温度下的误差数据；所述补偿系统软件部分采用VB编程模式，其包括：温度采集模块、热误差补偿模块、空间误差补偿模块和状态监控模块，补偿系统软件根据机床关键测点的温度值以及误差测量仪器在关键测点温度下测得的误差数据，建立机床各运动轴的误差元素模型和空间误差模型，温度采集模块按一定周期循环采集机床关键测点的温度值传输给西门子840D数控系统PCU，西门子840D数控系统PCU根据空间误差模型，将当前关键测点温度下所测量得到的所有误差项都解耦到X、Y、Z三个运动方向上，确定X、Y、Z三个运动轴的总误差，继而计算出机床各运动轴在当前关键测点温度下误差曲线的拟合斜率值并保存到西门子840D数控系统PLC的闲置DB块的字节中，利用西门子840D数控系统PLC的FB3写参数功能，将该闲置DB块对应字节下的拟合斜率值写到西门子840D数控系统的参数43910中，在参数32750中选择热误差补偿模式，参数43900中确定与位置无关的温度补偿值，参数43920中设定参考原点，最终利用西门子840D数控系统自带的热误差补偿功能实现空间误差补偿。