CN104698974B - 一种数控机床及其调试方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种数控机床及其调试方法。其中，数控机床包括数控系统、电机驱动系统、电机、电机测量系统、机床、机床测量系统以及修正系统，在调试过程中，数控系统用于向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机转动，进而带动机床的机床轴运动到目标位置；电机测量系统对电机的实际转动位置进行检测，机床测量系统对机床轴的实际运动位置进行检测；修正系统根据所述指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数，以使数控系统能够根据修正参数对指令位置值进行修正。上述方案，能够实现自动化调试数控机床，提高调试效率，能够保证多台数控机床的性能的一致性，提高数控机床的加工性能。

Description

一种数控机床及其调试方法
技术领域
本发明涉及领域数控系统领域，尤其是涉及一种数控机床及其调试方法。
背景技术
数控机床(Computer numerical control machine tools)是一种装有数控系统的自动化机床。数控系统能够处理具有控制编码或其他符号指令程序，并将其译码后用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。数控系统运算处理数控装置发出的各种控制信号，控制机床运作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
由于数控机床结构复杂，包括机械结构、数控系统、驱动器、电机、传感器、测量设备等，要想给用户交付一台性能良好的数控机床，必须进行完整的系统调试。其中，调试过程主要涉及各种参数的设定(包括数控系统参数、驱动器参数等)、机械结构的微调、误差参数的修正等，最后的目标就是数控机床的加工精度和性能。
目前数控机床调试方法主要是人工尝试的方式，即由人工输入参数，然后看加工结果，如果没有满足要求，再次尝试调整参数，直到加工结果满足要求为止。
然而，人工尝试的调试方式需要人工不断输入参数，以尝试调整参数，需要耗费大量时间，调试效率较低。并且，人工尝试的调试方式是根据经验值来初步判断，只能定性判断是否满足要求，不能定量分析具体参数，导致调试出厂的数控机床的性能得不到保证，还可能会出现不同的数控机床的性能不一致的情况。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种数控机床及其调试方法，能够有效提高数控机床的调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工性能。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种数控机床，所述数控机床包括数控系统、电机驱动系统、电机、电机测量系统、机床、机床测量系统以及修正系统，在调试过程中，所述数控系统用于向所述电机驱动系统输出指令位置值，以控制所述电机转动，进而带动所述机床的机床轴运动到目标位置；所述电机测量系统对所述电机的实际转动位置进行检测，所述机床测量系统对所述机床轴的实际运动位置进行检测；所述修正系统根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数，以使所述数控系统能够根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正。
其中，所述修正系统通过多次调试过程利用迭代方式计算所述修正参数。
其中，所述数控系统分别与所述电机驱动系统、所述电机测量系统以及所述机床测量系统连接，并接收所述实际转动位置和所述实际运动位置，所述数控系统进一步与所述修正系统连接，并向所述修正系统转发所述实际转动位置和所述实际运动位置。
其中，所述电机测量系统包括编码器，所述编码器随所述电机的转动产生第一脉冲信号，并通过对所述第一脉冲信号进行计数而获得所述实际转动位置。
其中，所述机床测量系统包括光栅尺，所述光栅尺随所述机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对所述第二脉冲信号进行计数而获得所述实际运动位置。
其中，所述修正系统进一步根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置的数据输出三维图形。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种数控机床的调试方法，所述调试方法包括：向电机驱动系统输出指令位 置值，以控制电机转动，进而带动机床轴运动到目标位置；对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测；根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数；根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正。
其中，所述根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正的步骤之后，进一步返回所述向电机驱动系统输出指令位置值，以利用迭代方式计算所述修正参数。
其中，所述对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测的步骤包括：随所述电机的转动产生第一脉冲信号，并通过对所述第一脉冲信号进行计数而获得所述实际转动位置，随所述机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对所述第二脉冲信号进行计数而获得所述实际运动位置。
其中，所述调试方法进一步包括：分别根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置绘制三维图形，并通过呈现设备呈现给调试人员，以由所述调试人员对所述数控系统、所述电机测量系统以及所述机床测量系统的状况进行诊断。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请的数控机床通过修正系统根据数控系统输出的指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置进行误差运算判断数控机床是否存在误差。当判断存在误差时，根据指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置计算修正参数，以使数控系统能够根据修正参数对指令位置值进行修正。由于数控机床能够自动进行误差运算，能够实现自动化调试数控机床，提高调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工性能。
附图说明
图1是本申请数控机床一实施例的结构示意图；
图2是本申请数控机床另一实施例的结构示意图；
图3是本申请数控机床的调试方法一实施例的流程图；
图4是本申请数控机床的调试方法另一实施例的流程图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请。
请参阅图1，图1是本申请数控机床一实施例的结构示意图。本申请的数控机床包括数控系统110、电机驱动系统120、电机130、电机测量系统140、机床150、机床测量系统160以及修正系统170。数控系统110和修正系统170可以集成为一体，也可以独立存在，此处不做限制。
其中，数控系统连接电机驱动系统120以及修正系统160，电机驱动系统120还连接电机130，电机130还连接电机测量系统140以及机床150，电机测量系统140以及机床测量系统160进一步连接修正系统160。
在调试过程中，数控系统110用于向电机驱动系统120输出指令位置值，以控制电机130转动，进而带动机床150的机床轴运动到目标位置。电机测量系统140对电机130的实际转动位置进行检测。机床测量系统160对机床150的机床轴的实际运动位置进行检测。修正系统170根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
具体地，数控机床接收到调试指令时，进入调试阶段，以对数控机床进行调试。在调试过程中，数控系统110向电机驱动系统120输出指令位置值，以控制电机130进行转动，进而带动机床150的机床轴运动到目标位置。数控系统110将指令位置值发送给修正系统170。
电机测量系统140对电机130的实际转动位置进行检测。电机测量系统140将测量到的电机130的实际转动位置向修正系统170发送。
机床测量系统160对机床150的机床轴的实际运动位置进行检测。机床测量系统160将测量到的机床150的机床轴的实际运动位置向修正 系统170发送。
修正系统170接收数控系统110发送的指令位置值、电机测量系统140发送的电机130的实际转动位置、接收机床测量系统160发送的机床150的机床轴的实际运动位置，根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算并判断数控机床是否存在误差。当修正系统170判断数控机床存在误差时，获得修正参数，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
其中，指令位置值对应电机130的预设转动位置以及机床150的机床轴的预设运动位置。修正系统170根据电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置、机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算，并判断数控机床是否存在误差。
其中，误差运算可以为：分别比较电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置，以及机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置。
当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间没有误差。当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差。当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差，和/或，机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差时，根据误差获得修正参数，并把修正参数发送给数控系 统110，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正，以使电机130转动到修正后的指令位置值对应的电机130的预设转动位置上，使机床150的机床轴转动到修正后的指令位置值对应的机床轴的预设运动位置，进而使得调试后的数控机床满足预定的性能要求。
其中，修正参数主要对电机驱动系统的PID，电机以及机床轴的最大加速度，最大加加速度等参数进行调整。但并不限于此，还可以是其他的参数。
上述方案，数控机床通过修正系统根据数控系统输出的指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置进行误差运算判断数控机床是否存在误差。当判断存在误差时，根据指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置计算修正参数，以使数控系统能够根据修正参数对指令位置值进行修正。由于数控机床能够自动进行误差运算，能够实现自动化调试数控机床，提高调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工性能。
请参阅图2，图2是本申请数控机床一实施例的结构示意图。本申请的数控机床包括数控系统110、电机驱动系统120、电机130、电机测量系统140、机床150、机床测量系统160、修正系统170以及呈现设备180。数控系统110和修正系统170可以集成为一体，也可以独立存在，此处不做限制。
其中，数控系统110分别连接电机驱动系统120、电机测量系统140机床测量系统160以及修正系统170，电机驱动系统120还连接电机130，电机130还进一步连接电机测量系统140以及机床150，修正系统170还连接呈现设备180。电机测量系统140包括编码器141，机床测量系统160包括光栅尺161。
在调试过程中，数控系统110用于向电机驱动系统120输出指令位置值，以控制电机130转动，进而带动机床150的机床轴运动到目标位置。电机测量系统140对电机130的实际转动位置进行检测。机床测量系统160对机床150的机床轴的实际运动位置进行检测。修正系统170 根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
进一步地，修正系统170通过多次调试过程利用迭代方式计算修正参数。
进一步地，数控系统110接收实际转动位置和实际运动位置，并向修正系统170转发实际转动位置和实际运动位置。
进一步地，电机测量系统140的编码器141随电机130的转动产生第一脉冲信号，并通过对第一脉冲信号进行计数而获得实际转动位置。
进一步地，机床测量系统160的光栅尺161随机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对第二脉冲信号进行计数而获得实际运动位置。
进一步地，修正系统170进一步分别根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置的数据输出三维图形，并通过呈现设备180呈现给调试人员，以由调试人员对数控系统110、电机测量系统140以及机床测量系统160的状况进行诊断。
具体地，数控机床接收到调试指令时，进入调试阶段，以对数控机床进行调试。在调试过程中，数控系统110向电机驱动系统120输出指令位置值，以控制电机130进行转动，进而带动机床150的机床轴运动到目标位置。数控系统110将指令位置值发送给修正系统160。
电机测量系统140对电机130的实际转动位置进行检测。其中，电机测量系统140的编码器141随电机130的转动产生第一脉冲信号，电机测量系统140通过对第一脉冲信号进行计数而获得实际转动位置。
电机测量系统140将测量到的电机130的实际转动位置向数控系统110发送。
机床测量系统160对机床150的机床轴的实际运动位置进行检测。其中，机床测量系统160的光栅尺161随机床150的机床轴的运动而产生第二脉冲信号，机床测量系统160通过对第二脉冲信号进行计数而获得实际运动位置。
机床测量系统160将测量到的机床150的机床轴的实际运动位置向 数控系统110发送。
数控系统110接收电机测量系统140发送的实际转动位置和机床测量系统160发送的实际运动位置，并向修正系统170转发实际转动位置和实际运动位置。
修正系统170接收数控系统110发送的指令位置值、实际转动位置、实际运动位置，根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算并判断数控机床是否存在误差。当修正系统170判断数控机床存在误差时，获得修正参数，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。修正系统170通过多次调试过程利用迭代方式计算修正参数。其中，指令位置值对应电机130的预设转动位置以及机床150的机床轴的预设运动位置。
修正系统170根据电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置、机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算，并判断数控机床是否存在误差。具体为：修正系统170比较电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置，以及比较机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，以判断电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间是否存在误差，和/或，机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间是否存在误差。
其中，误差运算可以为：分别比较电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置，以及机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置。
当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间没有误差。当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差。当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差，和/或，机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差时，根据误差获得修正参数，并把修正参数发送给数控系统110，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。其中，修正参数主要对电机驱动系统的PID，电机以及机床轴的最大加速度，最大加加速度等参数进行调整。但并不限于此，还可以是其他的参数。
修正系统170进一步分别根据指令位置值对应的电机130的预设转动位置以及机床150的机床轴的预设运动位置、电机130的实际转动位置以及机床150的机床轴的实际运动位置的数据绘制或输出三维图形，并通过呈现设备180呈现给调试人员。
其中，三维图形中呈现当前调试时间对应的电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置、当前调试时间对应的机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置。可选地，三维图形还可以直接呈现当前调试时间对应的电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间的误差、当前调试时间对应的机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间的误差。三维图形中的数据可以是实时显示的。
三维图形中呈现的数据用于使调试人员能够分析三维图形中呈现的数据，并根据数据对数控系统110、电机测量系统140以及机床测量系统160的状况进行诊断。例如，当调试人员分析三维图形中的数据，获知电机130的预设转动位置和实际转动位置之间的误差较大时，诊断为电机驱动系统120存在问题。当获知机床150的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差较大时，诊断为数控机床的机械结构存在 问题。当获知电机130的预设转动位置和实际转动位置之间的误差、机床150的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差均较大时，诊断为数控系统110的位置规划有问题。
当修正系统170判断数控系统110根据修正后的指令位置值控制数控车床运转，并获得电机130的实际转动位置以及机床150的机床轴的实际运动位置后，根据数控系统110发送的修正后的指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置再次进行误差运算，并再次判断电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间是否存在误差，和/或，机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间是否存在误差。
当电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差，和/或，机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差时，根据误差重新获取修正参数，以使数控系统110能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
按照同样的方法，修正系统170通过多次调试过程利用迭代方式计算修正参数，以使数控系统110根据修正参数对指令位置值进行修正，进而使得电机130转动到修正后的指令位置值对应的电机130的预设转动位置上，使机床150的机床轴转动到修正后的指令位置值对应的机床轴的预设运动位置，进而使得调试后的数控机床满足预定的性能要求。上述方案，数控机床通过修正系统根据数控系统输出的指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置绘制三维图形以及进行误差运算判断数控机床是否存在误差。当修正系统判断存在误差时，根据指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置计算修正参数，以使数控系统能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
由于数控机床能够实时更新三维图形中的数据，以便调试人员及时了解运行情况并对数控机床进行快速诊断；能够自动进行误差运算实现自动化调试数控机床，提高调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工 性能。
请参阅图3，图3是本申请数控机床的调试方法一实施例的流程图。本实施例的执行主体为数控机床。本实施例的数控机床的调试方法包括以下步骤：
S101：向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机转动，进而带动机床轴运动到目标位置。
数控机床接收到调试指令时，进入调试阶段，以对数控机床进行调试。在调试过程中，数控机床向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机进行转动，进而带动机床轴运动到目标位置。
S102：对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测。
数控机床对电机的实际转动位置和机床轴的实际运动位置进行检测。
S103：根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数。
数控机床根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算并判断数控机床是否存在误差。
其中，指令位置值对应电机的预设转动位置以及机床轴的预设运动位置。数控机床根据电机的预设转动位置和电机的实际转动位置、机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算，并判断数控机床是否存在误差。
其中，误差运算可以为：分别比较电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置，以及机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置。
当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间没有误差。当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设 转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差。当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当数控机床判断存在误差时，根据误差获得修正参数，以使数控机床能够根据修正参数对指令位置值进行修正。其中，数控机床的误差包括：电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间的误差，和/或，机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间的误差。
当数控机床判断不存在误差时，则不进行任何处理。
S104：根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正。
数控机床根据修正参数对指令位置值进行修正，以使电机转动到修正后的指令位置值对应的电机的预设转动位置上，使机床轴转动到修正后的指令位置值对应的机床轴的预设运动位置，进而使得调试后的数控机床满足预定的性能要求。
其中，修正参数主要对电机驱动系统的PID，电机以及机床轴的最大加速度，最大加加速度等参数进行调整。但并不限于此，还可以是其他的参数。
上述方案，数控机床通过修正系统根据数控系统输出的指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置进行误差运算判断数控机床是否存在误差。当存在误差时，根据指令位置值、电机的实际转动位置以及机床轴的实际运动位置计算修正参数，以使数控机床能够根据修正参数对指令位置值进行修正。由于数控机床能够自动进行误差运算，能够实现自动化调试数控机床，提高调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工性能。
请参阅图4，图4是本申请数控机床的调试方法另一实施例的流程 图。本实施例的执行主体为数控机床。本实施例的数控机床的调试方法包括以下步骤：
S201：向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机转动，进而带动机床轴运动到目标位置。
数控机床接收到调试指令时，进入调试阶段，以对数控机床进行调试。在调试过程中，数控机床向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机进行转动，进而带动机床轴运动到目标位置。
S202：对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测。
数控机床对电机的实际转动位置和机床轴的实际运动位置进行检测。
其中，对电机的实际转动位置和机床轴的实际运动位置进行检测的步骤具体包括：随电机的转动产生第一脉冲信号，并通过对第一脉冲信号进行计数而获得实际转动位置，随机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对第二脉冲信号进行计数而获得所述实际运动位置。
例如，数控机床的编码器随电机的转动产生第一脉冲信号，数控机床通过对第一脉冲信号进行计数而获得实际转动位置。
数控机床的光栅尺随机床轴的运动而产生第二脉冲信号，数控机床通过对第二脉冲信号进行计数而获得实际运动位置。
S203：根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数。
数控机床根据指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置进行误差运算并判断数控机床是否存在误差。当数控机床判断存在误差时，根据误差获得修正参数，以使数控机床能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
其中，指令位置值对应电机的预设转动位置以及机床轴的预设运动位置。数控机床根据电机的预设转动位置和电机的实际转动位置、机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算，并判断数控机床是否存在误差。
具体为：数控机床比较电机的预设转动位置和电机的实际转动位置，以及比较机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，以判断电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间是否存在误差，和/或，机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间是否存在误差。
其中，误差运算可以为：分别比较电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置，以及机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置。
当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间没有误差。当比较结果属于允许的误差范围，或实际转动位置等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置时，判断为电机130的预设转动位置和电机130的实际转动位置之间存在误差。当比较结果不属于允许的误差范围，或实际转动位置不等于预设转动位置判断为机床150的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差。
当数控机床判断电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间存在误差，和/或，机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差时，根据误差获得修正参数。其中，修正参数主要对电机驱动系统的PID，电机以及机床轴的最大加速度，最大加加速度等参数进行调整。但并不限于此，还可以是其他的参数。
当数控机床判断不存在误差时，则不进行任何处理。
S204：根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置的数据输出三维图形。
数控机床，在获取到指令位置值、实际转动位置以及实际运动位置之后，根据指令位置值对应的电机的预设转动位置以及机床轴的预设运 动位置、电机的实际转动位置以及机床轴的实际运动位置的数据绘制或输出三维图形，并通过呈现设备呈现给调试人员。
其中，三维图形中呈现当前调试时间对应的电机的预设转动位置和电机的实际转动位置、当前调试时间对应的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置。可选地，三维图形还可以直接呈现当前调试时间对应的电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间的误差、当前调试时间对应的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间的误差。三维图形中的数据可以是实时显示的。
三维图形中呈现的数据用于使调试人员能够分析三维图形中呈现的数据，并根据数据对数控系统、电机测量系统以及机床测量系统的状况进行诊断。例如，当调试人员分析三维图形中的数据，获知当前调试时间对应的电机130的预设转动位置和实际转动位置之间的误差较大时，诊断为电机驱动系统存在问题。当获知机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差较大时，诊断为数控机床的机械结构存在问题。当获知电机的预设转动位置和实际转动位置之间的误差、机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差均较大时，诊断为数控系统的位置规划有问题。
S205：根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正。
数控机床根据修正参数对指令位置值进行修正，以使数控机床向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机进行转动，进而将机床轴运动到目标位置。
S206：进一步返回所述向电机驱动系统输出指令位置值，以利用迭代方式计算所述修正参数。
数控机床返回执行步骤S201，对电机的实际转动位置和机床轴的实际运动位置进行检测，获取电机的实际转动位置以及机床轴的实际运动位置，从而利用迭代方式计算修正参数。
利用迭代方式计算修正参数具体为：数控机床根据修正后的指令位置值、获取到的实际转动位置以及实际运动位置再次进行误差运算，并再次判断电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间是否存在误 差，和/或，机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间是否存在误差。
当电机的预设转动位置和电机的实际转动位置之间存在误差，和/或，机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间存在误差时，根据误差重新获取修正参数，以使数控机床能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
按照同样的方法依此循环执行步骤S201～S206，通过多次调试过程利用迭代方式计算修正参数，以使数控机床根据修正参数对指令位置值进行修正，进而使得电机转动到修正后的指令位置值对应的电机的预设转动位置上，使机床轴转动到修正后的指令位置值对应的机床轴的预设运动位置，进而使得调试后的数控机床满足预定的性能要求。
上述方案，数控机床通过修正系统根据数控系统输出的指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置绘制三维图形以及进行误差运算判断数控机床是否存在误差。当存在误差时，根据指令位置值、电机的实际转动位置以及机床的机床轴的实际运动位置计算修正参数，以使数控机床能够根据修正参数对指令位置值进行修正。
由于数控机床能够实时更新三维图形中的数据，以便调试人员及时了解运行情况并对数控机床进行快速诊断；能够自动进行误差运算实现自动化调试数控机床，提高调试效率，通过定量对误差进行分析和评判，能够保证多台数控机床的性能的一致性，同时也提高了数控机床的加工性能。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种数控机床，其特征在于，包括数控系统、电机驱动系统、电机、电机测量系统、机床、机床测量系统以及修正系统，
在调试过程中，所述数控系统用于向所述电机驱动系统输出指令位置值，以控制所述电机转动，进而带动所述机床的机床轴运动到目标位置；
所述电机测量系统对所述电机的实际转动位置进行检测，所述机床测量系统对所述机床轴的实际运动位置进行检测；
所述修正系统根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数，以使所述数控系统能够根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正；
其中，所述指令位置值对应所述电机的预设转动位置以及所述机床的机床轴的预设运动位置，所述修正系统根据所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置、所述机床的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算；
其中，所述误差运算为：分别比较所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置，以及所述机床的机床轴的预设运动位置和所述机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置；
其中，所述修正系统进一步根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置的数据输出三维图形；
其中，所述三维图形呈现当前调试时间对应的所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置之间的误差、当前调试时间对应的所述机床的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间的误差；
其中，所述电机的预设转动位置和实际转动位置之间的误差较大时，诊断为所述电机驱动系统存在问题；所述机床的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差较大时，诊断为所述数控机床的机械结构存 在问题；所述电机的预设转动位置和实际转动位置之间的误差、所述机床的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差均较大时，诊断为所述数控系统的位置规划有问题。
2.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述修正系统通过多次调试过程利用迭代方式计算所述修正参数。
3.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述数控系统分别与所述电机驱动系统、所述电机测量系统以及所述机床测量系统连接，并接收所述实际转动位置和所述实际运动位置，所述数控系统进一步与所述修正系统连接，并向所述修正系统转发所述实际转动位置和所述实际运动位置。
4.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述电机测量系统包括编码器，所述编码器随所述电机的转动产生第一脉冲信号，并通过对所述第一脉冲信号进行计数而获得所述实际转动位置。
5.根据权利要求1所述的数控机床，其特征在于，所述机床测量系统包括光栅尺，所述光栅尺随所述机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对所述第二脉冲信号进行计数而获得所述实际运动位置。
6.一种数控机床的调试方法，其特征在于，所述调试方法包括：
向电机驱动系统输出指令位置值，以控制电机转动，进而带动机床轴运动到目标位置；
对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测；
根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置进行误差运算，并获得修正参数；
根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正；
根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位置的数据输出三维图形；
其中，所述指令位置值对应所述电机的预设转动位置以及所述机床的机床轴的预设运动位置；
所述根据所述指令位置值、所述实际转动位置以及所述实际运动位 置进行误差运算的步骤包括：
根据所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置、所述机床的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置进行误差运算；
其中，所述误差运算为：分别比较所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置，以及所述机床的机床轴的预设运动位置和所述机床轴的实际运动位置，判断比较结果是否属于允许的误差范围，或判断实际转动位置是否等于预设转动位置，以及判断预设运动位置是否等于实际运动位置；
其中，所述三维图形呈现当前调试时间对应的所述电机的预设转动位置和所述电机的实际转动位置之间的误差、当前调试时间对应的所述机床的机床轴的预设运动位置和机床轴的实际运动位置之间的误差；
其中，所述电机的预设转动位置和实际转动位置之间的误差较大时，诊断为所述电机驱动系统存在问题；所述机床的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差较大时，诊断为所述数控机床的机械结构存在问题；所述电机的预设转动位置和实际转动位置之间的误差、所述机床的机床轴的预设运动位置和实际运动位置之间的误差均较大时，诊断为所述数控系统的位置规划有问题。
7.根据权利要求6所述的调试方法，其特征在于，所述根据所述修正参数对所述指令位置值进行修正的步骤之后，进一步返回所述向电机驱动系统输出指令位置值，以利用迭代方式计算所述修正参数。
8.根据权利要求6所述的调试方法，其特征在于，所述对所述电机的实际转动位置和所述机床轴的实际运动位置进行检测的步骤包括：
随所述电机的转动产生第一脉冲信号，并通过对所述第一脉冲信号进行计数而获得所述实际转动位置，随所述机床轴的运动而产生第二脉冲信号，并通过对所述第二脉冲信号进行计数而获得所述实际运动位置。
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