本发明涉及数控机床技术领域，主要是涉及一种数控机床的热温升变化，对数控机床精度的补偿方法。
背景技术：
数控机床在工作时，传动部件之间存在相对运动，数控机床的滚珠丝杆，滚珠丝杆螺母，支撑丝杆的轴承等会在摩擦力的作用下发热而导致运动部件，滚珠丝杆，滚珠丝杆螺母的热胀冷缩，从而造成数控机床移动轴定位误差的变化。要解决以上问题就需要监测运动部件的热伸长的位移量，根据热升长的位移量和运动轴移动误差的变化关系，计算出数控机床轴移动的定位误差值，然后补偿到数控机床的数控系统中，起到对数控机床热温升补偿的目的。
解决这个问题，传统的解决思路是通过温度传感器量测滚珠丝杆的温升变化，然后根据各传动部件形变与温度变化的相对关系，计算出数控机床轴移动的定位误差值，并补偿到数控系统中，这种方法是通过间接的方式获取传动部件的形变量，受机床机构的限制，不一定能真实反映传动部件的形变，可能会导致错误的补偿，而导致加工精度变差。解决数控机床传动部件温升变形的另外一种传统方法是，则是采用中空油冷的滚珠丝杆，油冷机上设计有油温补偿系统，保持滚珠丝杆的温度在一定的温度范围内，有效控制了丝杆的温升变化，但是价格昂贵。解决数控机床传动部件的温升变形的另外一种传动方法是，把半闭环控制的机床通过加装光栅尺变成全闭环控制，但是价格昂贵，尤其在大型数控龙门机床上成本占比很高。
技术实现要素：
基于数控机床传动部件热温升带来得传动部件变形引起的数控机床精度变化存在的难点，本发明提出了一种数控机床的热温升补偿的方法。包括以下步骤：
a：通过位移传感器实时获取各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据；
b：根据各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据与数控机床各轴移动误差的对应关系，建立两者之间的映射函数；
c：数控系统pmc根据建立的映射函数计算出实时的温升补偿量；
d：根据计算结果，通过pmc对各运动轴进行温升误差补偿。
优选的，所述步骤a中各运动轴的热温升会到达一个饱和值，在此情况下位移传感器的量测值保持不变。
优选的，所述步骤a的方法可用在同样结构的数控机床上预装位移传感器检测各运动轴的滚珠丝杆在温升变化下的伸长量。
优选的，所述步骤b中，可通过激光干涉仪对各运动轴的位移变化量进行检测，检测后的各运动轴的位移误差数据和安装在运动轴滚珠丝杆上的位移传感器检测出的位移变化量建立映射函数关系。
优选的，所述步骤c中，数控系统的pmc系统通过建立好的各运动轴丝杆热温升伸长量和各轴运动位移误差的比例关系，计算出误差补偿值。
优选的，所述步骤d中，由数控机床的数控系统中的pmc系统根据位移误差对运动轴对象进行位移误差的补偿。
与现有技术相比，本发明提供了一种数控机床的热温升补偿的方法，具备以下有益效果：
1、本发明通过位移传感器获取数控机床各运动轴在温升变化下滚珠丝杆的形变量数据，解决了数控机床没有安装位移传感器，无法得知数控机床的传动部件在温升变化下是否发生了形变，形变量是多少的问题。
2、本发明中，通过借助激光干涉仪获取温升变化后的运动轴实际的位移误差值，通过实验及数据比对获得数控机床的运动轴的位移误差和位移传感器量测到的数控机床运动轴的滚珠丝杆的变化量的关系。如此，在获取数控机床运动轴的滚珠丝杆的形变量后，可根据此形变量在映射关系下计算出运动轴的移动误差值，并通过机床的控制系统自动补偿数控机床的移动误差值，修正数控机床的定位精度。在实际应用中，无需使用激光干涉仪，在相同型号设备上可以使用相同的映射函数。
3、本发明中，数控机床各运动轴滚珠丝杆的形变量，通过位移传感器量测，通过数控机床的pmc系统读取，pmc获取各运动轴的滚珠丝杆形变量后，可自动计算出数控机床各运动轴移动的位移误差值，并进行补偿。本发明主要解决了数控机床传动部件温升形变量的量测及补偿问题，通过比较低的成本解决了此问题。
附图说明
图1为本发明提出的一种数控机床的热温升补偿的方法的流程图；
图中：
a：通过位移传感器实时获取各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据；
b：根据各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据与数控机床各轴移动误差的对应关系，建立两者之间的映射函数；
c：数控系统pmc根据建立的映射函数计算出实时的温升补偿量；
d：根据计算结果，通过pmc对各运动轴进行温升误差补偿。
具体实施方式：
a：通过位移传感器实时获取各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据。
步骤a中各运动轴的热温升会到达一个饱和值，在此情况下位移传感器的量测值保持不变。
步骤a的方法可用在同样结构的数控机床上预装位移传感器检测各运动轴的滚珠丝杆在温升变化下的伸长量。
b：根据各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据与数控机床各轴移动误差的对应关系，建立两者之间的映射函数；
步骤b中，可通过借助激光干涉仪对各运动轴的位移变化量进行检测，获取数控机床各轴实际发生的位移误差变化量。此外可通过在同型号的数控机床上预装位移传感器检测各运动轴的形变数据，验证实验模型的正确性。
步骤b中，根据各运动轴的位移误差数据和安装在运动轴滚珠丝杆上的位移传感器检测出的位移变化量建立映射函数关系。
步骤b中，通过在同型号的数控机床上安装位移传感器采集数控机床各运动轴滚珠丝杆的形变量数据，通过大规模的数据验证保证了所建立模型的正确性。在此过程中可借助激光干涉仪来检测数控机床各轴的实际的位移误差值。
d：数控系统pmc根据建立的映射函数计算出实时的温升补偿量；本步骤中数控机床的pmc系统获取数控机床各运动轴滚珠丝杆温升变化的形变量后计算出各轴位移误差的补偿量数据。
步骤c中，数控系统的pmc系统通过建立好的各运动轴丝杆热温升伸长量和各轴运动位移误差的比例关系，计算出误差补偿值。
数控机床传动部件的温升在到达一定范围后，会达到一个平衡值，在数学模型中回加入此判段，避免频繁的补偿引起数控机床的振动。
e：根据计算结果，通过pmc对各运动轴进行温升误差补偿。
步骤d中，由数控机床的数控系统中的pmc系统根据位移误差对运动轴对象进行位移误差的补偿。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方法，但本发明的保护范围并不局限与此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
1.一种数控机床的热温升补偿的方法,其补偿的具体技术及方法包括以下所述：
a：通过位移传感器实时获取各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据；
b：根据各运动轴热温状态下滚珠丝杆的伸长数据与数控机床各轴移动误差的对应关系，建立两者之间的映射函数；
c：数控系统pmc根据建立的映射函数计算出实时的温升补偿量；
d：根据计算结果，通过pmc对各运动轴进行温升误差补偿。
2.根据权利要求1所述的一种数控机床的热温升补偿的方法，其特征在于，步骤a中各运动轴的热温升会到达一个饱和值，在此情况下位移传感器的量测值保持不变。
3.根据权利要求1所述一种数控机床的热温升补偿的方法，其特征在于，步骤a的方法可用在同样结构的数控机床上预装位移传感器检测各运动轴的滚珠丝杠在温升变化下的伸长量。
4.根据权利要求1所述的一种数控机床的热温升补偿的方法，其特征在于，步骤b中，可通过激光干涉仪对各运动轴的位移变化量进行检测，检测后的各运动轴的位移误差数据和安装在运动轴滚珠丝杆上的位移传感器检测出的位移变化量建立映射函数关系。
5.根据权利要求1所述的一种数控机床的热温升补偿的方法，其特征在于步骤c中，数控系统的pmc系统通过建立好的各运动轴丝杆热温升伸长量和各轴运动位移误差的比例关系，计算出误差补偿值。
6.根据权利要求1所述的一种数控机床的热温升补偿的方法，其特征在于，在步骤d中，由数控机床的数控系统中的pmc系统根据位移误差对运动轴对象进行位移误差的补偿。
技术总结