[发明专利]一种数控机床综合误差实时补偿方法

摘要

本发明公开了一种数控机床综合误差实时补偿方法。包括S1、测量几何误差，再辨识出几何误差；S2、建立机床导轨热误差模型；S3、建立机床工作台z向偏移误差模型；S4、采集机床各处温度数据，确定加工零件位置；S5、将各处温度带入机床导轨热误差模型，求得机床因热变形产生的实时几何误差；S6、将几何误差与步骤S5中得到的实时几何误差线性叠加，更改G代码实现补偿；S7、将各处温度和加工零件位置信息，带入工作台Z向偏移误差模型，求得工作台实时Z向偏移；S8、结合坐标原点偏移功能，实现工作台Z向热误差实时补偿。本发明建模方便经济，可节省大量实验所需劳动力和机床停机时间，能提供全面的机床误差信息，实现数控机床综合误差实时补偿。

主权项

1.一种数控机床综合误差实时补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、按照选定的几何误差辨识方法来测量待补偿机床各轴的位移误差量，再辨识出该机床平动轴的各项几何误差；S2、建立待补偿机床的导轨热误差模型；S3、建立待补偿机床的工作台Z向偏移误差模型；S4、采集机床热源位置关键点处温度数据，并确定加工零件在工作台上的位置信息；S5、将采集得到的机床关键点处温度，带入机床导轨热误差模型，求得机床因热变形产生的实时几何误差；S6、将步骤S1中已测量并求得的几何误差与步骤S5中得到的实时几何误差进行线性叠加，采用更改G代码的方法实施误差补偿；S7、将采集得到的机床关键点处温度和加工零件位置信息，带入工作台Z向偏移误差模型，求得工作台实时Z向偏移量；S8、根据步骤S7中得到的Z向偏移量，结合机床自带的坐标原点偏移功能，实施工作台Z向热偏移实时补偿；所述步骤S6的具体实现方式为：对线性叠加后的几何误差根据式(1)计算补偿量，首先计算沿x、y、z三轴的误差分量Δ_x、Δ_y、Δ_z，然后带入机床目标点坐标值，计算所得数值即为补偿量，取补偿量的相反数与原坐标值相加，即可得到目标点补偿后的坐标值；Δ_x＝δ_x(x)‑δ_x(y)+δ_x(z)‑z·[ε_y(y)‑ε_y(x)+δ_xz]‑y·[ε_z(y)‑δ_xy]Δ_y＝δ_y(x)‑δ_y(y)+δ_y(z)‑z·[ε_x(x)‑ε_x(y)+δ_yz]‑x·ε_z(y)Δ_z＝δ_z(z)+δ_z(x)‑δ_z(y)+y·ε_x(y)+x·ε_y(y)                   (1)式中，δ_x、δ_y、δ_z分别为空间误差沿x轴、y轴和z轴方向的误差分量；x轴误差：δ_x(x)为x轴的定位误差，δ_y(x)、δ_z(x)分别为y、z轴方向的移动误差，ε_x(x)、ε_y(x)分别为滑座运动过程中绕x、y轴的转动误差；y轴误差：δ_y(y)为y轴的定位误差，δ_x(y)、δ_z(y)分别为x、z轴方向的移动误差，ε_x(y)、ε_y(y)、ε_z(y)分别为滑座运动过程中绕x、y、z轴的转动误差；z轴而言误差：δ_z(z)为z轴的定位误差，δ_x(z)、δ_y(z)分别为x、y轴方向的移动误差；δ_xy、δ_yz、δ_zx分别表示x‑y轴、y‑z轴、z‑x轴相互垂直度误差。