一種數(shù)控機(jī)床及其調(diào)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及領(lǐng)域數(shù)控系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種數(shù)控機(jī)床及其調(diào)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]數(shù)控機(jī)床(Computernumerical control machine tools)是一種裝有數(shù)控系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)能夠處理具有控制編碼或其他符號(hào)指令程序，并將其譯碼后用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算處理數(shù)控裝置發(fā)出的各種控制信號(hào)，控制機(jī)床運(yùn)作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)。
[0003]由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括機(jī)械結(jié)構(gòu)、數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)、傳感器、測(cè)量設(shè)備等，要想給用戶交付一臺(tái)性能良好的數(shù)控機(jī)床，必須進(jìn)行完整的系統(tǒng)調(diào)試。其中，調(diào)試過(guò)程主要涉及各種參數(shù)的設(shè)定(包括數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、驅(qū)動(dòng)器參數(shù)等)、機(jī)械結(jié)構(gòu)的微調(diào)、誤差參數(shù)的修正等，最后的目標(biāo)就是數(shù)控機(jī)床的加工精度和性能。
[0004]目前數(shù)控機(jī)床調(diào)試方法主要是人工嘗試的方式，即由人工輸入?yún)?shù)，然后看加工結(jié)果，如果沒(méi)有滿足要求，再次嘗試調(diào)整參數(shù)，直到加工結(jié)果滿足要求為止。
[0005]然而，人工嘗試的調(diào)試方式需要人工不斷輸入?yún)?shù)，以嘗試調(diào)整參數(shù)，需要耗費(fèi)大量時(shí)間，調(diào)試效率較低。并且，人工嘗試的調(diào)試方式是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值來(lái)初步判斷，只能定性判斷是否滿足要求，不能定量分析具體參數(shù)，導(dǎo)致調(diào)試出廠的數(shù)控機(jī)床的性能得不到保證，還可能會(huì)出現(xiàn)不同的數(shù)控機(jī)床的性能不一致的情況。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種數(shù)控機(jī)床及其調(diào)試方法，能夠有效提高數(shù)控機(jī)床的調(diào)試效率，通過(guò)定量對(duì)誤差進(jìn)行分析和評(píng)判，能夠保證多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的性能的一致性，同時(shí)也提高了數(shù)控機(jī)床的加工性能。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種數(shù)控機(jī)床，所述數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控系統(tǒng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)、電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)、機(jī)床、機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)以及修正系統(tǒng)，在調(diào)試過(guò)程中，所述數(shù)控系統(tǒng)用于向所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出指令位置值，以控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)所述機(jī)床的機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置；所述電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)，所述機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)對(duì)所述機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)；所述修正系統(tǒng)根據(jù)所述指令位置值、所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算，并獲得修正參數(shù)，以使所述數(shù)控系統(tǒng)能夠根據(jù)所述修正參數(shù)對(duì)所述指令位置值進(jìn)行修正。
[0008]其中，所述修正系統(tǒng)通過(guò)多次調(diào)試過(guò)程利用迭代方式計(jì)算所述修正參數(shù)。
[0009]其中，所述數(shù)控系統(tǒng)分別與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、所述電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)以及所述機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)連接，并接收所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置和所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置，所述數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)一步與所述修正系統(tǒng)連接，并向所述修正系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置和所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置。
[0010]其中，所述電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)包括編碼器，所述編碼器隨所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)，并通過(guò)對(duì)所述第一脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置。
[0011]其中，所述機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)包括光柵尺，所述光柵尺隨所述機(jī)床軸的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)，并通過(guò)對(duì)所述第二脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置。
[0012]其中，所述修正系統(tǒng)進(jìn)一步根據(jù)所述指令位置值、所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置的數(shù)據(jù)輸出三維圖形。
[0013]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的另一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種數(shù)控機(jī)床的調(diào)試方法，所述調(diào)試方法包括:向電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出指令位置值，以控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置；對(duì)所述電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置和所述機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)；根據(jù)所述指令位置值、所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算，并獲得修正參數(shù)；根據(jù)所述修正參數(shù)對(duì)所述指令位置值進(jìn)行修正。
[0014]其中，所述根據(jù)所述修正參數(shù)對(duì)所述指令位置值進(jìn)行修正的步驟之后，進(jìn)一步返回所述向電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出指令位置值，以利用迭代方式計(jì)算所述修正參數(shù)。
[0015]其中，所述對(duì)所述電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置和所述機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)的步驟包括:隨所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生第一脈沖信號(hào)，并通過(guò)對(duì)所述第一脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位，隨所述機(jī)床軸的運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生第二脈沖信號(hào)，并通過(guò)對(duì)所述第二脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而獲得所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置。
[0016]其中，所述調(diào)試方法進(jìn)一步包括:分別根據(jù)所述指令位置值、所述實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及所述實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置繪制三維圖形，并通過(guò)呈現(xiàn)設(shè)備呈現(xiàn)給調(diào)試人員，以由所述調(diào)試人員對(duì)所述數(shù)控系統(tǒng)、所述電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)以及所述機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)的狀況進(jìn)行診斷。
[0017]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本申請(qǐng)的數(shù)控機(jī)床通過(guò)修正系統(tǒng)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸出的指令位置值、電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及機(jī)床的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算判斷數(shù)控機(jī)床是否存在誤差。當(dāng)判斷存在誤差時(shí)，根據(jù)指令位置值、電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及機(jī)床的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置計(jì)算修正參數(shù)，以使數(shù)控系統(tǒng)能夠根據(jù)修正參數(shù)對(duì)指令位置值進(jìn)行修正。由于數(shù)控機(jī)床能夠自動(dòng)進(jìn)行誤差運(yùn)算，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化調(diào)試數(shù)控機(jī)床，提高調(diào)試效率，通過(guò)定量對(duì)誤差進(jìn)行分析和評(píng)判，能夠保證多臺(tái)數(shù)控機(jī)床的性能的一致性，同時(shí)也提高了數(shù)控機(jī)床的加工性能。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本申請(qǐng)數(shù)控機(jī)床一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2是本申請(qǐng)數(shù)控機(jī)床另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3是本申請(qǐng)數(shù)控機(jī)床的調(diào)試方法一實(shí)施例的流程圖；
[0021]圖4是本申請(qǐng)數(shù)控機(jī)床的調(diào)試方法另一實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]以下描述中，為了說(shuō)明而不是為了限定，提出了諸如特定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、接口、技術(shù)之類的具體細(xì)節(jié)，以便透徹理解本申請(qǐng)。
[0023]請(qǐng)參閱圖1，圖1是本申請(qǐng)數(shù)控機(jī)床一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本申請(qǐng)的數(shù)控機(jī)床包括數(shù)控系統(tǒng)110、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120、電機(jī)130、電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140、機(jī)床150、機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160以及修正系統(tǒng)170。數(shù)控系統(tǒng)110和修正系統(tǒng)170可以集成為一體，也可以獨(dú)立存在，此處不做限制。
[0024]其中，數(shù)控系統(tǒng)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120以及修正系統(tǒng)160，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120還連接電機(jī)130，電機(jī)130還連接電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140以及機(jī)床150，電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140以及機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160進(jìn)一步連接修正系統(tǒng)160。
[0025]在調(diào)試過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)110用于向電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120輸出指令位置值，以控制電機(jī)130轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床150的機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140對(duì)電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)。機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160對(duì)機(jī)床150的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)。修正系統(tǒng)170根據(jù)指令位置值、實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算，并獲得修正參數(shù)，以使數(shù)控系統(tǒng)110能夠根據(jù)修正參數(shù)對(duì)指令位置值進(jìn)行修正。
[0026]具體地，數(shù)控機(jī)床接收到調(diào)試指令時(shí)，進(jìn)入調(diào)試階段，以對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行調(diào)試。在調(diào)試過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)I1向電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)120輸出指令位置值，以控制電機(jī)130進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床150的機(jī)床軸運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置。數(shù)控系統(tǒng)110將指令位置值發(fā)送給修正系統(tǒng)160。
[0027]電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140對(duì)電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)。電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140將測(cè)量到的電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置向修正系統(tǒng)160發(fā)送。
[0028]機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160對(duì)機(jī)床150的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行檢測(cè)。機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160將測(cè)量到的機(jī)床150的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置向修正系統(tǒng)160發(fā)送。
[0029]修正系統(tǒng)170接收數(shù)控系統(tǒng)110發(fā)送的指令位置值、電機(jī)測(cè)量系統(tǒng)140發(fā)送的電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置、接收機(jī)床測(cè)量系統(tǒng)160發(fā)送的機(jī)床150的機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置，根據(jù)指令位置值、實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算并判斷數(shù)控機(jī)床是否存在誤差。當(dāng)修正系統(tǒng)170判斷數(shù)控機(jī)床存在誤差時(shí)，獲得修正參數(shù)，以使數(shù)控系統(tǒng)110能夠根據(jù)修正參數(shù)對(duì)指令位置值進(jìn)行修正。
[0030]其中，指令位置值對(duì)應(yīng)電機(jī)130的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置以及機(jī)床150的機(jī)床軸的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)位置。修正系統(tǒng)170根據(jù)電機(jī)130的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置和電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置、機(jī)床150的機(jī)床軸的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)位置和機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置進(jìn)行誤差運(yùn)算，并判斷數(shù)控機(jī)床是否存在誤差。
[0031]其中，誤差運(yùn)算可以為:分別比較電機(jī)130的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置和電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置，以及機(jī)床150的機(jī)床軸的預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)位置和機(jī)床軸的實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置，判斷比較結(jié)果是否屬于允許的誤差范圍，或判斷實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置是否等于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置，以及判斷預(yù)設(shè)運(yùn)動(dòng)位置是否等于實(shí)際運(yùn)動(dòng)位置。
[0032]當(dāng)比較結(jié)果屬于允許的誤差范圍，或?qū)嶋H轉(zhuǎn)動(dòng)位置等于預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置時(shí)，判斷為電機(jī)130的預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)位置和電機(jī)130的實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)位置之間沒(méi)有誤差。當(dāng)比較結(jié)果屬于允許的誤差范