本發(fā)明涉及機床誤差補償技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機床在運轉(zhuǎn)時，傳動部件之間存在相對運動，機床絲桿、螺母座、軸承等摩擦熱量，從而導(dǎo)致機床部件熱膨脹，各運動軸的運動與目標(biāo)發(fā)生偏移，從而造成機床加工誤差。要解決以上問題就需要監(jiān)測各傳動部件的體積變化，然后根據(jù)各傳動部件形變體積與位移變化的相對關(guān)系，計算出機床位移的位移值，然后補償?shù)綌?shù)控系統(tǒng)中，達(dá)到對機床位移補償?shù)哪康摹?/p>

目前，很多機床在體積推測時并沒有對推測體積進行校準(zhǔn)，若在某一時間因為其他因素導(dǎo)致機床運動軸工作狀態(tài)發(fā)生變化，帶來運動軸推算體積誤差，使機床運動軸位移量補償出現(xiàn)誤差，從而在此時間內(nèi)機床加工出來的工件都會出現(xiàn)形變，導(dǎo)致工件返工，浪費人力物力。

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)明提出了一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法和系統(tǒng)；

本發(fā)明提出的一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

s1、獲取機床工作過程中運動軸在不同體積下運動軸的位移量，并建立運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系；

s2、分別在t1、t2……tn工作時間獲取機床工作過程中運動軸體積，記作v1、v2、……vn，并建立機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表；

s3、獲取運動軸當(dāng)前工作時間ti并根據(jù)ti在所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表中查找運動軸推算體積vi；

s4、獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，并將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v；

s5、根據(jù)所述運動軸校準(zhǔn)體積v及運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系獲取運動軸目標(biāo)位移量對所述運動軸進行補償。

其中，在s2中，所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表，具體包括：t1為運動軸開始位移時的時刻，tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，v1運動軸開始位移時的體積，vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積。

其中，在s3中，所述獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'具體包括：1≤i。

其中，在s4中，將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v，具體包括：

當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi；

當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝0.5vi+0.5vi'；

當(dāng)1.1vi'＜vi時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi+1'，其中vi+1'為運動軸在ti+1工作時間的測量體積。

其中，在s1中，所述運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系，具體包括：所述函數(shù)映射關(guān)系分為多段區(qū)間，每個區(qū)間內(nèi)運動軸體積與運動軸位移量有不同比例系數(shù)；

優(yōu)選地，在s5中，根據(jù)所述運動軸校準(zhǔn)體積v與運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系獲取運動軸目標(biāo)位移量，具體包括；判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，并根據(jù)所述比例系數(shù)獲取運動軸目標(biāo)位移量。

一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償系統(tǒng)，其特征在于，包括：

映射關(guān)系模塊，用于獲取機床工作過程中運動軸在不同體積下運動軸的位移量，并建立運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系；

推算表模塊，用于分別在t1、t2……tn工作時間獲取機床工作過程中運動軸體積，記作v1、v2、……vn，并建立機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表；

體積推算模塊,用于獲取運動軸當(dāng)前工作時間ti并根據(jù)ti在所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表中查找運動軸推算體積vi；

體積校準(zhǔn)模塊，用于獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，并將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v；

位移量補償模塊，用于根據(jù)所述運動軸校準(zhǔn)體積v及運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系獲取運動軸目標(biāo)位移量對所述運動軸進行補償。

其中，所述推算表模塊，具體用于：t1為運動軸開始位移時的時刻，tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，v1運動軸開始位移時的體積，vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積。

其中，所述體積推算模塊，具體用于：獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，其中1≤i。

其中，所述體積校準(zhǔn)模塊，具體用于：

當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi；

當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝0.5vi+0.5vi'；

當(dāng)1.1vi'＜vi時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi+1'，其中vi+1'為運動軸在ti+1工作時間的測量體積。

其中，所述映射關(guān)系模塊，具體用于：所述函數(shù)映射關(guān)系分為多段區(qū)間，每個區(qū)間內(nèi)運動軸體積與運動軸位移量有不同比例系數(shù)；

優(yōu)選地，所述位移量補償模塊，具體用于：判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，并根據(jù)所述比例系數(shù)獲取運動軸目標(biāo)位移量。

本發(fā)明通過建立運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系，同時建立機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表，通過獲取機床當(dāng)前工作時間，在所述推算表中查找運動軸推算體積，并獲取當(dāng)前時間運動軸測量體積，比較運動軸推算體積和運動軸測量體積大小，防止在某一時間因為其他因素導(dǎo)致機床運動軸工作狀態(tài)發(fā)生變化，帶來運動軸推算體積誤差，使機床運動軸位移量補償出現(xiàn)誤差，從而使次機床在此時間段內(nèi)加工出來的工件發(fā)生形變，確保運動軸推算體積的推算準(zhǔn)確性，提高了機床加工精度和準(zhǔn)確度，并降低了其他因素導(dǎo)致的誤差帶來的工件返工成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明提出的一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明提出的一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償系統(tǒng)的模塊示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，圖1為本發(fā)明提出的一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法的流程圖；

參照圖1，一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償方法，該方法包括以下步驟：

步驟s1，獲取機床工作過程中運動軸在不同體積下運動軸的位移量，并建立運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系；

在本步驟中，所述運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系，具體包括：所述函數(shù)映射關(guān)系分為多段區(qū)間，每個區(qū)間內(nèi)運動軸體積與運動軸位移量有不同比例系數(shù)；

在本實施方式中，通過在同型號的機床上預(yù)裝體積檢測裝置，并通過體積檢測裝置獲取機床工作過程中運動軸的體積和所述體積時運動軸位移量，再根據(jù)運動軸的體積和運動軸位移量的對應(yīng)關(guān)系，建立體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系，如此只需要獲取所述機床工作過程中在某一時刻的體積，即可通過所述函數(shù)模型計算當(dāng)前運動軸的位移量。

步驟s2，分別在t1、t2……tn工作時間獲取機床工作過程中運動軸體積，記作v1、v2、……vn，并建立機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表；

在本步驟中，所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表，具體包括：t1為運動軸開始位移時的時刻，tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，v1運動軸開始位移時的體積，vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積；

在本實施方式中，t1時刻為運動軸開始位移時的時刻，此時v1為運動軸開始位移時的體積；tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，此時vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積，當(dāng)運動軸當(dāng)前工作時間小于t1時，判定運動軸沒有位移，無需對運動軸進行補償，當(dāng)運動軸當(dāng)前工作時間大于tn時，判定運動軸達(dá)到最大位移值，此時對運動軸進行最大位移量補償。

步驟s3，獲取運動軸當(dāng)前工作時間ti并根據(jù)ti在所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表中查找運動軸推算體積vi；

在本步驟中，所述獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'具體包括：1≤i。

在本實施方式中，通過機床pmc系統(tǒng)獲取機床當(dāng)前工作時間。

步驟s4、獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，并將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v；

在本步驟中，將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v，具體包括：

當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi；

當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝0.5vi+0.5vi'；

當(dāng)1.1vi'＜vi時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi+1'，其中vi+1'為運動軸在ti+1工作時間的測量體積。

在本實施方式中，當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，判斷推算體積vi在誤差范圍內(nèi)，選擇vi作為校準(zhǔn)體積v；當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，判斷推算體積vi偏離誤差范圍10％，選擇推算體積vi和測量體積vi'的平均值作為校準(zhǔn)體積v；當(dāng)1.1vi'＜vi時，判斷推算體積vi偏離超過誤差范圍10％，選擇測量體積vi+1'作為校準(zhǔn)體積v；如此，確保推算體積的準(zhǔn)確性。

步驟s5，根據(jù)所述運動軸校準(zhǔn)體積v及運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系獲取運動軸目標(biāo)位移量對所述運動軸進行補償；

在本步驟中，判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，并根據(jù)所述比例系數(shù)獲取運動軸目標(biāo)位移量。

在本實施方式中，通過運動軸校準(zhǔn)體積v，判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，將所述比例系數(shù)與運動軸校準(zhǔn)體積v相乘獲得運動軸目標(biāo)位移量，并對所述運動軸進行補償。

如圖2所示，圖2為本發(fā)明提出的一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償系統(tǒng)的模塊示意圖；

參照圖2，一種基于校準(zhǔn)體積的機床位移補償系統(tǒng)，包括：

映射關(guān)系模塊，用于獲取機床工作過程中運動軸在不同體積下運動軸的位移量，并建立運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系；

映射關(guān)系模塊，具體用于：所述函數(shù)映射關(guān)系分為多段區(qū)間，每個區(qū)間內(nèi)運動軸體積與運動軸位移量有不同比例系數(shù)；

在本實施方式中，通過在同型號的機床上預(yù)裝體積檢測裝置，并通過體積檢測裝置獲取機床工作過程中運動軸的體積和所述體積時運動軸位移量，再根據(jù)運動軸的體積和運動軸位移量的對應(yīng)關(guān)系，建立體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系，如此只需要獲取所述機床工作過程中在某一時刻的體積，即可通過所述函數(shù)模型計算當(dāng)前運動軸的位移量。

推算表模塊，用于分別在t1、t2……tn工作時間獲取機床工作過程中運動軸體積，記作v1、v2、……vn，并建立機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表；

推算表模塊，具體用于：t1為運動軸開始位移時的時刻，tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，v1運動軸開始位移時的體積，vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積。

在本實施方式中，t1時刻為運動軸開始位移時的時刻，此時v1為運動軸開始位移時的體積；tn為運動軸達(dá)到最大位移時的時刻，此時vn為運動軸達(dá)到最大位移時的體積，當(dāng)運動軸當(dāng)前工作時間小于t1時，判定運動軸沒有位移，無需對運動軸進行補償，當(dāng)運動軸當(dāng)前工作時間大于tn時，判定運動軸達(dá)到最大位移值，此時對運動軸進行最大位移量補償。

體積推算模塊,用于獲取運動軸當(dāng)前工作時間ti并根據(jù)ti在所述機床運動軸工作時間和運動軸體積推算表中查找運動軸推算體積vi；

體積推算模塊，具體用于：獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，其中1≤i。

在本實施方式中，通過機床pmc系統(tǒng)獲取機床當(dāng)前工作時間。

體積校準(zhǔn)模塊，用于獲取運動軸在工作時間ti的測量體積vi'，并將運動軸推算體積vi與測量體積vi'進行比較，根據(jù)比較結(jié)果得到運動軸校準(zhǔn)體積v；

體積校準(zhǔn)模塊，具體用于：

當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi；

當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝0.5vi+0.5vi'；

當(dāng)1.1vi'＜vi時，得到運動軸校準(zhǔn)體積v＝vi+1'，其中vi+1'為運動軸在ti+1工作時間的測量體積。

在本實施方式中，當(dāng)0.95vi'＜vi＜1.05vi'時，判斷推算體積vi在誤差范圍內(nèi)，選擇vi作為校準(zhǔn)體積v；當(dāng)1.05vi'＜vi＜1.1vi'時，判斷推算體積vi偏離誤差范圍10％，選擇推算體積vi和測量體積vi'的平均值作為校準(zhǔn)體積v；當(dāng)1.1vi'＜vi時，判斷推算體積vi偏離超過誤差范圍10％，選擇測量體積vi+1'作為校準(zhǔn)體積v；如此，確保推算體積的準(zhǔn)確性。

位移量補償模塊，用于根據(jù)所述運動軸校準(zhǔn)體積v及運動軸體積與運動軸位移量的函數(shù)映射關(guān)系獲取運動軸目標(biāo)位移量對所述運動軸進行補償；

位移量補償模塊，具體用于：判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，并根據(jù)所述比例系數(shù)獲取運動軸目標(biāo)位移量；

在本實施方式中，通過運動軸校準(zhǔn)體積v，判斷運動軸校準(zhǔn)體積v所在函數(shù)映射關(guān)系區(qū)間并獲取對應(yīng)的比例系數(shù)，將所述比例系數(shù)與運動軸校準(zhǔn)體積v相乘獲得運動軸目標(biāo)位移量，并對所述運動軸進行補償。

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(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。