数控机床综合误差动态实时补偿器


技术描述

研发的数控机床综合误差动态实时补偿器(由硬件执行平台、补偿器软件平台以及上位机操作、建模和分析软件组成)可以针对不同的机床数控系统及其机床进行误差实时补偿,具有良好的系统兼容性、长期高负荷工作的稳定性以及操作使用的便利性。该补偿系统可实时补偿热误差、几何误差、力误差、轮廓误差,具有实时性强、多轴联动补偿、多误差动态补偿、多维空间位置补偿、在线建模及其专家系统、智能型、使用便利、经济实用等特色,补偿应用结果表明可提高机床加工精度50-90%。 实时补偿器通过布置在机床上的温度传感器实时采集机床的温度信号,同时通过机床控制器实时采集机床各运动轴的位置信号并通过A/D板和输入输出接口把这两种信号送入补偿系统,然后通过补偿器内置的数据处理单元或模块中的误差数学模型,实时计符各运动轴的补偿量,并将补偿值通过并口传输送入数控系统。最后,通过数控系统的外部坐标偏置功能进行各轴的动态实时位置修正,以达到大幅度提高机床加工精度的目的。

技术优势

1. 多轴联动实时补偿。可以针对1-6轴的数控机床进行实时补偿。 2. 多类型误差实时补偿。可以同时实时补偿机床的几何误差(通过机床坐标位置反馈)、热误差(通过机床温度反馈)、力误差(通过机床切削力及刚度反馈)等等诸多类型误差。 3. 空间位置误差实时补偿。不仅仅是各单轴丝杆误差补偿,还可通过机床的空间位置误差综合数学模型,实时补偿机床的21项甚至更多误差元素的机床空间位置误差。 4. 实时性。补偿可在机床加工过程中任意时刻自动进行。 5. 专家系统。目前的专家系统平台可实现几何误差、丝杠热膨胀、主轴热漂移等影响精度权重较大的误差的自动建模分析以及数学模型自动生成,以及按照补偿器端的数据存储格式生成模型数据代码表。 6. 智能化、人性化,便于人机交互。用户可通过液晶显示器读取各种信息,操作人员可通过薄膜面板选择各种功能项目或者设置各种参数。 7. 在线自动建模。将激光干涉仪或者球杆仪的测试数据、及测试过程的温度数据直接导入到实时建模分析线程中,可自动生成该数控机床的误差补偿数学模型。 8. 配置无线温度传感器。在数字式温度传感器的基础上,可配备无线式温度传感器。 9. 与数控系统底层交互。已与广州数控设备有限公司等单位合作可根据需要进行底层交互(而国外是通过PLC再到数控系统底层),所需时间短、所需接口数少得多。 10. 在线测量。配置并通过位移检测装置或探头,可集成“加工-测量-补偿-再加工”功能的加工技术及其闭环控制系统。

效果指标

机床几何误差可补偿提高70%-95%;热误差可以控制到3-10um以内(视具体机型而定),