本發(fā)明涉及機床運動補償系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

數(shù)控機床是制造領(lǐng)域的重要設(shè)備，其加工性能是一個國家制造業(yè)發(fā)展水平的主要標志之一。在機床的加工過程中，由于機床各部件不均衡溫升引起的熱誤差，使得刀具和工件之間的相對正確位置發(fā)生了變化，從而造成了工件的加工誤差。據(jù)統(tǒng)計，數(shù)控機床熱誤差在機床總誤差中占40-70％左右。通過對機床熱誤差數(shù)據(jù)進行建模處理，并通過數(shù)控系統(tǒng)提前給予補償?shù)奶幚矸椒ㄊ翘岣邫C床加工精度的一種有效而經(jīng)濟的手段。

在提高機床加工精度的過程中，對目標位置的溫度采集的精度以及溫度變化分析的準確性有較高的要求，本發(fā)明提出的機床運動補償系統(tǒng)中，通過精確的溫度檢測方法來提高對目標位置溫度分析的精度，從而有利于系統(tǒng)根據(jù)溫度變化分析結(jié)果制定針對性的補償方案，以提高機床的加工精度，保證機床加工產(chǎn)品的質(zhì)量和效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)。

本發(fā)明提出的基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)，包括：

模型建立模塊，用于建立時間差形變模型；

信息采集模塊，用于采集機床目標運動軸的溫度，并記錄目標運動軸達到第一溫度的時間t1、第二溫度的時間t2；其中，第一溫度小于第二溫度；

誤差補償模塊，用于計算出時間差t，并基于時間差形變模型計算當前形變量l，且判斷當前形變量l是否超出誤差允許范圍，并根據(jù)判斷結(jié)果對目標運動軸進行誤差補償；其中，t＝t2-t1。

優(yōu)選地，模型建立模塊中建立的時間差形變模型為：

優(yōu)選地，信息采集模塊中，采集機床目標運動軸的溫度具體包括：

利用多個溫度采集子模塊采集機床目標運動軸的溫度，且每一個溫度采集子模塊均包括多個溫度傳感器；

優(yōu)選地，所述溫度傳感器采用紅外溫度傳感器。

優(yōu)選地，誤差補償模塊具體用于：

根據(jù)當前形變量l與預設(shè)形變量l0進行比較來判斷l(xiāng)否超出誤差允許范圍，當l≤xl0時，判定l在誤差允許范圍內(nèi)且無需進行誤差補償，當l>xl0時，判定l超出誤差允許范圍并進行誤差補償，誤差補償值為當前形變量l；

其中，x為預設(shè)值且x>1。

優(yōu)選地，還包括異常警示模塊；

當t≤yta時，異常警示模塊啟動溫度異常預警，并顯示機床目標運動軸的當前溫度t；

其中，0<y<1。

本發(fā)明利用檢測機床運動軸溫度升高所消耗的時間來分析機床運動軸的溫度變化情況，從而根據(jù)機床運動軸的溫度變化情況來劃定形變量，進而根據(jù)實際形變量來制定機床運動軸誤差補償策略，如此，從溫度變化、形變量、補償量三個因素進行考量，循序漸進，從保證溫度變化分析結(jié)果精度的基礎(chǔ)上提高誤差補償?shù)挠行裕瑥亩ＷC機床的加工精度。具體地：本發(fā)明設(shè)定有兩個溫度，并記錄機床運動軸從第一溫度升高到第二溫度所消耗的時間，通過分析消耗時間的長短來獲取機床運動軸的發(fā)熱狀態(tài)和實際溫度范圍，從而根據(jù)機床運動軸的實際溫度狀態(tài)為機床劃分形變量，進而通過判斷形變量的范圍對機床運動軸進行誤差補償；在對機床運動軸的實際溫度狀態(tài)進行分析的過程中，記錄機床運動軸從第一溫度升高到第二溫度所消耗的時間這一方式，全面從機床的實際溫度情況出發(fā)，通過判斷其溫度升高的速率來分析運動軸的溫升情況，將機床的實際溫度作為溫度考察基準，全面從機床自身狀態(tài)出發(fā)，提高了溫度分析的精度，避免外界因素對溫度采集結(jié)果的影響，為后續(xù)形變量分析和誤差補償劃定提供有效地參考依據(jù)，從而保證機床的加工精度和產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

附圖說明

圖1為一種基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)。

參照圖1，本發(fā)明提出的基于溫度值分析的機床運動補償系統(tǒng)，包括：

模型建立模塊，用于建立時間差形變模型；

信息采集模塊，用于采集機床目標運動軸的溫度，并記錄目標運動軸達到第一溫度的時間t1、第二溫度的時間t2；其中，第一溫度小于第二溫度；

本實施方式中，信息采集模塊利用多個溫度采集子模塊采集機床目標運動軸的溫度，利用多個溫度采集子模塊可從不同位置和不同角度對機床目標運動軸的溫度進行采集，不僅有利于提高溫度采集的全面性，而且能夠提高溫度采集的精度；且每一個溫度采集子模塊均包括多個溫度傳感器，利用多個溫度傳感器可進一步提高溫度采集的全面性和精度；優(yōu)選地，所述溫度傳感器采用紅外溫度傳感器。

誤差補償模塊，用于計算出時間差t，并基于時間差形變模型計算當前形變量l，且判斷當前形變量l是否超出誤差允許范圍，并根據(jù)判斷結(jié)果對目標運動軸進行誤差補償；其中，t＝t2-t1。

誤差補償模塊具體用于：

根據(jù)當前形變量l與預設(shè)形變量l0進行比較來判斷l(xiāng)否超出誤差允許范圍，當l≤xl0時，表明目標運動軸的當前形變量較小，在誤差允許范圍之內(nèi)，此時誤差補償模塊判定l在誤差允許范圍內(nèi)且無需進行誤差補償，當l>xl0時，表明機床目標運動軸的當前形變量較大，為避免上述形變量對機床的加工精度造成影響，誤差補償判定l超出誤差允許范圍并進行誤差補償，誤差補償值為當前形變量l，使得機床的加工精度保持在穩(wěn)定范圍內(nèi)，從而提高機床加工的產(chǎn)品的精度和質(zhì)量；其中，x為預設(shè)值且x>1。

本實施方式中，模型建立模塊中建立的時間差形變模型為：

當機床目標運動軸的溫度從第一溫度升高到第二溫度的時間t不大于ta時，表明目標運動軸的溫度升高時間較短，即目標運動軸的溫度升高速度較快，此時目標運動軸的形變量較大，則為其分配l1作為形變量；當機床目標運動軸的溫度從第一溫度升高到第二溫度的時間t不小于tb時，表明目標運動軸的溫度升高速度較慢，所消耗的時間較長，此時為其分配較小的形變量l3；通過分析機床目標運動軸溫度上升的時間來對目標運動軸的實際溫度進行劃分并為其分配對應的形變量，為誤差補償模塊進行誤差補償提供參考基準。上述時間差形變模型可根據(jù)機床實際運行狀態(tài)和溫度變化情況進行制定，可以有效地提高形變量劃分的準確性。

在進一步地實施例中，還包括異常警示模塊；

當t≤yta時，表明機床目標運動軸自第一溫度上升到第二溫度所消耗的時間過短，此時可能機床的運動軸的溫度可能存在異常，為避免溫度的進一步惡化，異常警示模塊啟動溫度異常預警，提醒相關(guān)工作人員注意到機床目標運動軸的異常溫度，同時異常顯示模塊顯示機床目標運動軸的當前溫度t，方便相關(guān)工作人員查看機床運動軸的實際溫度并采取相應的應對策略，以保證機床的正常運行狀態(tài)；其中，0<y<1。

本實施方式利用檢測機床運動軸溫度升高所消耗的時間來分析機床運動軸的溫度變化情況，從而根據(jù)機床運動軸的溫度變化情況來劃定形變量，進而根據(jù)實際形變量來制定機床運動軸誤差補償策略，如此，從溫度變化、形變量、補償量三個因素進行考量，循序漸進，從保證溫度變化分析結(jié)果精度的基礎(chǔ)上提高誤差補償?shù)挠行?，從而保證機床的加工精度。具體地：本實施方式設(shè)定有兩個溫度，并記錄機床運動軸從第一溫度升高到第二溫度所消耗的時間，通過分析消耗時間的長短來獲取機床運動軸的發(fā)熱狀態(tài)和實際溫度范圍，從而根據(jù)機床運動軸的實際溫度狀態(tài)為機床劃分形變量，進而通過判斷形變量的范圍對機床運動軸進行誤差補償；在對機床運動軸的實際溫度狀態(tài)進行分析的過程中，記錄機床運動軸從第一溫度升高到第二溫度所消耗的時間這一方式，全面從機床的實際溫度情況出發(fā)，通過判斷其溫度升高的速率來分析運動軸的溫升情況，將機床的實際溫度作為溫度考察基準，全面從機床自身狀態(tài)出發(fā)，提高了溫度分析的精度，避免外界因素對溫度采集結(jié)果的影響，為后續(xù)形變量分析和誤差補償劃定提供有效地參考依據(jù)，從而保證機床的加工精度和產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。