CN107615195B - 一种攻螺纹孔的方法、数控机床及数控加工装置 - Google Patents

Abstract

一种攻螺纹孔的方法及数控机床，该方法包括：获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器(1105)；利用主轴位移传感器(1106)获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器(1104)，以使Z轴电机驱动器(1104)驱动Z轴(1102)进而带动主轴(1103)加工待攻螺纹孔。

Description

一种攻螺纹孔的方法、数控机床及数控加工装置

技术领域

本发明涉及数控加工领域，特别是涉及一种攻螺纹孔的方法、数控机床及数控加工装置。

背景技术

在攻丝的加工过程中，数控系统通过给定主轴一个转速，然后根据F＝螺距*主轴转速得到Z轴进给速度，这样通过主轴和Z轴的配合，由丝锥加工出想要的螺孔。虽然这种方法表面上看主轴转速和Z轴进给速度是根据螺距配合运行的，但实际过程中，主轴转速需要经过正转、停止、反转、停止的过程，所以主轴和角度和Z轴位置不可能完全同步。

刚性攻丝就是为解决上述问题而提出的，刚性攻丝时数控系统根据主轴电机编码器的位置实时反馈螺距，实时计算Z轴的指令位置，这样就严格保证了主轴和Z轴位置的同步。

虽然刚性攻丝在数控系统内保证了主轴和Z轴的指令位置同步，但由于主轴和Z轴驱动器性能的不一致(例如延时、刚性等)，在高速刚性攻丝时，主轴和Z轴的实际运动位置还是不能完全同步。这就需要数控系统对两者之间的同步误差进行补偿。

目前业界普遍的做法是通过调整主轴和Z轴的驱动器参数来解决此问题，例如提高Z轴驱动器的刚性，从而减少Z轴的响应延时，使得两者之间的同步误差减小。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种攻螺纹孔的方法、数控机床及数控加工装置，能够提高数控系统刚性攻丝的精度和效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种攻螺纹孔的方法，该方法包括：获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。

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，该数控机床包括：主轴以及安装于主轴上的主轴电机驱动器和主轴位移传感器，Z轴以及安装于Z轴上的Z轴电机驱动器，以及数控系统；数控系统连接主轴电机驱动器和Z轴电机驱动器；数控系统用于获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；以及用于利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；以及用于利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；以及用于将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种数控加工装置，包括处理器、存储器、输入装置以及输出装置；其中，该处理器用于执行如下步骤：获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种计算机存储介质，该存储介质用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码被处理器执行时使得处理器执行一种加工方法，该加工方法包括如下步骤：获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明通过获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。根据主轴和Z轴实际位置的差值与主轴的实际位置和指令位置的差值之间成一定比例的原理，根据这个比例计算出补偿值对Z轴的指令位置进行补偿使得主轴的实际位置和Z轴的实际位置更加靠拢，使在攻螺纹孔加工过程中的加工精度和效率均有所提高。

附图说明

图1是数控攻螺纹孔设备的结构示意图；

图2是本发明攻螺纹孔的方法一实施方式的流程图；

图3是传统攻螺纹孔加工中未进行误差补偿时主轴和Z轴的位置关系示意图；

图4是传统攻螺纹孔加工中未进行误差补偿时的误差分析示意图；

图5是传统攻螺纹孔加工中主轴速度的示意图；

图6是本发明攻螺纹孔的方法一实施方式中误差补偿系数K＝0.4时主轴和Z轴的位置关系示意图；

图7是本发明攻螺纹孔的方法一实施方式中误差补偿系数K＝0.4时的误差分析示意图；

图8是本发明攻螺纹孔的方法中步骤200的具体流程图；

图9是本发明攻螺纹孔的方法另一实施方式中误差补偿系数K＝0.6时主轴和Z轴的位置关系示意图；

图10是本发明攻螺纹孔的方法另一实施方式中误差补偿系数K＝0.6时的误差分析示意图；

图11是本发明数控机床一实施方式的结构示意图；

图12是本发明数控加工装置一实施方式的结构示意图。

具体实施方式

参阅图1，数控攻螺纹孔设备的结构示意图，数控攻螺纹孔设备主要包括主轴和Z轴，主轴上装有丝锥101，用于对待加工零件102进行攻螺纹孔加工，主轴旋转带动丝锥101旋转，Z轴在Z坐标方向上移动带动丝锥101沿Z轴向进给以进行攻螺纹加工，也称为进给轴。主轴和Z轴上均安装有电机驱动器以接收数控系统的指令而分别驱动主轴和Z轴工作，主轴上还安装有主轴位移传感器。由于本发明并不是对加工设备的结构作出改进，这里对设备的具体结构不再赘述。设参阅图2，本发明攻螺纹孔的方法一实施方式的流程图，该方法包括：

步骤201：获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器。

举例来说，主轴指令位移可以是由用户输入到数控系统中的，当然也可以是数控系统从加工文件中导入的；主轴指令位移是根据需要加工的螺纹孔的深度、螺距等因素决定的，在接收到用户输入的指令时即可获取。

步骤202：利用主轴位移传感器获取主轴实际位移。

在其他实施方式中，利用主轴位移传感器获取主轴实际位移可以通过如下方法获得：

利用安装在主轴上的旋转编码器测量主轴的实际角位移，从而根据以下公式计算得到主轴实际位移：主轴实际位移＝主轴的实际角位移*待攻螺纹孔的螺距。

步骤203：利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移。

具体地，可以利用如下公式对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数。

值得注意的是，上述公式是作为例子提出的基于本实施方式特定原理的一数学式，如果有根据本实施方式相同原理得出的其它公式，或者根据本数学式经过推导、变形得出的其它公式均应当包括在本实施方式的范围之内。

参阅图3，这里以加工孔深为10mm的螺纹孔为例，图3中纵坐标是位移量，单位mm，横坐标是数据点序号。具体参阅图3中的局部放大部分(为数据点序号在500-800之间的一段)，其中，Z轴指令位置(线条3)和主轴实际位置(线条2)比较接近，这是由于Z轴的指令位置是通过主轴的实际位置计算得到的，但由于Z轴驱动器的响应延时，Z轴实际位置(线条4)和主轴实际位置相比要明显的滞后，此时两个轴的实际位置之间的误差如图4所示，图4中的纵坐标是误差值，单位mm，横坐标是数据点序号。可以看到的误差最大有0.1mm，对比参阅图4和图5，图5的纵坐标是主轴的转速，横坐标是数据点序号。在图4中误差最大时的数据点序号大致为500-800期间，对应在图5中正好是主轴转速最大的时间，因此，Z轴实际位置的误差的大小跟主轴的转速成正比关系，当主轴的转速越快，误差越大。

由于Z轴驱动器响应延时是稳定的，那么Z轴实际位置和指令位置曲线之间的差值也是稳定的，我们把Z轴指令位置曲线整体向主轴指令位置曲线靠拢，那么Z轴实际位置也必然向主轴实际位置曲线靠拢。

通过上述原理，我们在数控系统内添加了调节参数“误差补偿系数”，这里命名为K，在每个插补周期，由于Z轴指令进给位移与主轴实际位移相同，主轴实际位移与主轴旋转周数的变化量的比值即为螺距，因此通过此关系即可由主轴实际角位移计算得到主轴实际位移S₂，在未进行误差补偿时，Z轴指令位移M₁＝S₂，主轴实际位移S₂与主轴的指令位移S₁之间的差值即为此时两个轴指令位移的差值，将此差值乘以补偿系数K，即得到此时的补偿值C＝K*(S₁-S₂)，将Z轴的指令位移加上此补偿值即得到最后的Z轴指令位移M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)。

步骤204：将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。

参阅图6和图7，其中，图6中纵坐标是位移量，单位mm，横坐标是数据点序号。图7中的纵坐标是误差值，单位mm，横坐标是数据点序号。这里仍以加工孔深为10mm的螺纹孔，误差补偿系数K取值为K＝0.4为例，从图6中的局部放大部分可以明确的看出，Z轴的实际位置(线条4)和主轴的实际位置(线条2)相比于图3中有明显的靠拢。再参阅图7，此时两个轴的实际位置误差最大值减小到0.04mm左右，相比未进行误差补偿时的0.1mm，进行误差补偿后误差降低了60％，这说明我们加入的补偿是有效的。

区别于现有技术，本实施方式通过获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使Z轴电机驱动器驱动Z轴进而带动主轴加工待攻螺纹孔。根据主轴和Z轴实际位置的差值与主轴的实际位置和指令位置的差值之间成一定比例的原理，根据这个比例计算出补偿值对Z轴的指令位置进行补偿使得主轴的实际位置和Z轴的实际位置更加靠拢，使在攻螺纹孔加工过程中的加工精度和效率均有所提高。

本实施例中，在步骤201之前，本发明提供的攻螺纹孔的方法还可包括：

步骤200：计算误差补偿系数K。参阅图8，本发明攻螺纹孔的方法中步骤200的具体流程图，具体来说，步骤200可以包括：

参阅图8，本发明攻螺纹孔的方法另一实施方式的流程图，该方法包括：

步骤2001：获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀。

在一个实施方式中，初始误差补偿系数K₀可以是默认值，取值范围为0≤K₀≤1，具体数值可以根据经验值来确定；在另一实施方式中，该初始误差补偿系数K₀还可以通过如下方式确定：

对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；

将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中，M₅＝S₆；

利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；

根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

步骤2002：对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移。

在一个实施方式中，该步骤2002具体可以是：

获取补偿试加工过程中主轴指令位移S₃、并将主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；

根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；

将指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；

利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄。

步骤2003：判断补偿试加工过程中主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则进行步骤2004，如果不在，则进行步骤2005。

W的具体取值可以根据对加工精度的需求来确定，例如可以确定为0.005mm、0.01mm、0.02mm、0.05mm或者其它合适的数值，本实施例优选的取W的值为0.01mm。

步骤2004：将当前的K值确定为误差补偿系数。

具体地，若初始误差补偿系数K₀就令步骤2003中的判断过程满足要求，则将误差补偿系统K的值确定为初始误差补偿系数K₀。

步骤2005：调整误差补偿系数K的值，并重新进行步骤2002。

其中，在一实施方式中，调整调整误差补偿系数K的值的方法为：

根据如下的公式进行计算得到，K＝K₀+K₁，其中，K₁根据如下公式计算得到：K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)。

参阅图9和图10，其中，图9中纵坐标是位移量，单位mm，横坐标是数据点序号。图10中的纵坐标是误差值，单位mm，横坐标是数据点序号。这里仍以加工孔深为10mm的螺纹孔为例，误差补偿系数K取值则通过上述的方式调整为K＝0.6，从图9中的局部放大部分可以明确的看出，Z轴的实际位置(线条4)和主轴的实际位置(线条2)相比于图6则更加的靠拢，几近重合。再参阅图10，此时两个轴的实际位置误差最大值减小到0.01mm以内，满足攻螺纹孔的同步误差要求。

通过上述的方式可以不断地改变获取到的误差补偿系数K的取值，直到主轴的实际位移P*A_试和Z轴的实际进给位移N_试之差在预定误差值W范围内，从而增加了上述实施方式攻螺纹的精度，进一步减小误差。

值得注意的是，由于主轴的旋转和Z轴的进给均是一个加速-匀速-减速的过程，因此优选的，在上述补偿试加工过程中，主轴的实际位移S₄和Z轴实际进给位移M₄均是在主轴指令位移S₃在H/3至2H/3之间获取的，其中H为所攻螺纹孔的孔深。同时优选的，在上述非补偿试加工过程中，主轴的实际角位移S₆和Z轴实际进给位移M₆均是在主轴指令位移S₅在H/3至2H/3之间获取的。

区别于现有技术，本实施方式可以快速定量的描述刚性攻丝时主轴和Z轴的同步误差，并快速通过调整补偿系数的方式实现主轴和Z轴的完全同步。一般只需要进行1到2次刚性攻丝即可得到最后的补偿系数。而且通过本发明的方法可以最大程度的同步主轴和Z轴的实际位置，能够大幅提高刚性攻丝同步性能，从而提高刚性攻丝主轴转速，提高刚性攻丝加工效率。

参阅图11，本发明数控机床一实施方式的结构示意图，该设备包括：主轴1103以及安装于主轴1103上的主轴电机驱动器1105和主轴位移传感器1106，Z轴1102以及安装于Z轴1102上的Z轴电机驱动器1104，以及数控系统1101；数控系统1101连接主轴电机驱动器1105、主轴位移传感器1106及Z轴电机驱动器1104。

数控系统1101用于获取主轴指令位移，并将主轴指令位移发送给主轴电机驱动器1105；以及用于利用主轴位移传感器1106获取主轴实际位移；以及用于利用主轴实际位移与主轴指令位移之间的差值对主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；以及用于将Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器1104，以使Z轴电机驱动器1104驱动Z轴1102进而带动主轴1103加工待攻螺纹孔。

具体地，所述数控系统1101具体利用如下公式对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数。

在另一实施方式中，数控系统1101还用于获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀；对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；判断补偿试加工过程中主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则将误差补偿系数K的值确定为初始误差补偿系数K₀，如果不在，则调整误差补偿系数K的值，并返回对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移。

其中，数控系统1101还用于获取补偿试加工过程中的主轴指令位移S₃、并将所述主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；将所述指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄。

其中，数控系统1101还用于对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将所述主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中M₅＝S₆；利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

其中，数控系统1101还用于在根据如下的公式计算得到调整后的误差补偿系数K：K＝K₀+K₁；其中，K₁根据如下公式计算得到：K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)。

值得注意的是，由于主轴的旋转和Z轴的进给均是一个加速-匀速-减速的过程，因此在上述补偿试加工过程中，主轴的实际位移S4和Z轴实际进给位移M₄均是在主轴指令位移S₃在H/3至2H/3之间获取的，其中H为所攻螺纹孔的孔深。同时在上述非补偿试加工过程中，主轴的实际角位移S₆和Z轴实际进给位移M₆均是在主轴指令位移S₅在H/3至2H/3之间获取的。

另外，所述主轴位移传感器为安装在主轴上的旋转编码器，所述旋转编码器用于测量主轴的实际角位移；所述数控系统利用所述主轴的实际角位移计算得到主轴实际位移＝主轴的实际角位移*待攻螺纹孔的螺距。

该实施方式是基于以上攻螺纹孔的方法的实施方式的设备，其实施方式类似，这里不再赘述。

区别于现有技术，本实施方式根据主轴和Z轴实际位置的差值与主轴的实际位置和指令位置的差值之间成一定比例的原理，根据这个比例计算出补偿值对Z轴的指令位置进行补偿使得主轴的实际位置和Z轴的实际位置更加靠拢，使在攻螺纹孔加工过程中的加工精度和效率均有所提高。

参阅图12，为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种数控加工装置1200，包括处理器1201、存储器1202、输入装置1203以及输出装置1204；其中，处理器1201、存储器1202、输入装置1203以及输出装置1204均可以是一个或多个，图12中以一个为例，它们可以通过总线连接。

具体地，存储器1102用于存储操作系统、计算机程序以及其他的必要程序；输入装置1203用于接收用户输入指令(如通过键盘、鼠标或触摸屏等装置接收用户指令)或其他装置(如数控车床)发送的数据或命令；输出装置1204用于向其他设备或装置(如显示屏或数控车床)发送数据或命令。

处理器1201用于执行如下步骤：获取主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将所述Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使所述Z轴电机驱动Z轴带动主轴加工所述待攻螺纹孔。

其中，处理器1021具体用于利用如下公式对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数。

处理器1201还用于执行如下步骤：获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀；对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；判断补偿试加工过程中主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则将误差补偿系数K的值确定为初始误差补偿系数K₀，如果不在，则调整误差补偿系数K的值，并返回对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移。

其中，处理器1201还用于执行如下步骤：获取补偿试加工过程中的主轴指令位移S₃、并将所述主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；将所述指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄。

其中，处理器1201还用于执行如下步骤：对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将所述主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中M₅＝S₆；利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

其中，处理器1201还用于执行如下步骤：在根据如下的公式计算得到调整后的误差补偿系数K：K＝K₀+K₁；其中，K₁根据如下公式计算得到：K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)。

在本发明所提供的几个实施方式中，应该理解到，所揭露的方法以及终端，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。

另外，在本发明各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

在其他实施方式中，本发明还提供一种计算机存储介质，该存储介质用于存储计算机程序代码，该计算机程序代码被处理器执行时使得处理器执行一种加工方法，该加工方法包括如下步骤：

获取主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；将所述Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使所述Z轴电机驱动Z轴带动主轴加工所述待攻螺纹孔。

上述其他实施方式中的集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的实施方式，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 (7)

1.一种攻螺纹孔的方法，其特征在于，包括：

获取主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；

利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；

将所述Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使所述Z轴电机驱动器驱动所述Z轴进而带动所述主轴加工待攻螺纹孔；

所述利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移包括：

利用如下公式对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：

M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数；

在所述获取所述主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器之前，所述方法还包括：

获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀；

对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；

判断补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则将误差补偿系数K的值确定为所述初始误差补偿系数K₀，如果不在，则调整误差补偿系数K的值，并返回所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；

所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴的实际位移和Z轴实际进给位移包括：

获取补偿试加工过程中的主轴指令位移S₃、并将所述主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；

根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移

M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；

将所述指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；

利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄；

所述调整误差补偿系数K的值包括：

根据如下的公式计算得到调整后的误差补偿系数K：

K＝K₀+K₁；其中，所述K₁根据如下公式计算得到：

K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)；

所述获取初始误差补偿系数K₀包括：

对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将所述主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；

将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中M₅＝S₆；

利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；

根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述补偿试加工过程中的主轴实际位移S₄和Z轴实际进给位移M₄均是在主轴指令位移S₃在H/3至2H/3之间获取的，其中H为所攻螺纹孔的孔深。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述非补偿试加工过程中的主轴实际位移S₆和Z轴实际进给位移M₆均是在主轴指令位移S₅在H/3至2H/3之间获取的，其中H为所攻螺纹孔的孔深。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用主轴位移传感器获取主轴实际位移包括：利用安装在所述主轴上的旋转编码器测量所述主轴的实际角位移，从而计算得到主轴实际位移＝主轴的实际角位移*待攻螺纹孔的螺距。

5.一种数控机床，其特征在于，包括：

主轴以及安装于所述主轴上的主轴电机驱动器和主轴位移传感器，Z轴以及安装于所述Z轴上的Z轴电机驱动器，以及数控系统；

所述数控系统连接所述主轴电机驱动器和Z轴电机驱动器；

所述数控系统用于获取主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；以及用于利用所述主轴位移传感器获取主轴实际位移；以及用于利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；以及用于将所述Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使所述Z轴电机驱动器驱动所述Z轴进而带动所述主轴加工待攻螺纹孔；

所述数控系统具体用于利用如下公式对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：

M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数；

所述数控系统还用于：

获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀；

对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；

判断补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则将误差补偿系数K的值确定为所述初始误差补偿系数K₀，如果不在，则调整误差补偿系数K的值，并返回所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移的步骤；

所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴的实际位移和Z轴实际进给位移包括：

获取补偿试加工过程中的主轴指令位移S₃、并将所述主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；

根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移

M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；

将所述指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；

利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄；

所述调整误差补偿系数K的值包括：

根据如下的公式计算得到调整后的误差补偿系数K：

K＝K₀+K₁；其中，所述K₁根据如下公式计算得到：

K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)；

所述获取初始误差补偿系数K₀包括：

对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将所述主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；

将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中M₅＝S₆；

利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；

根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

6.根据权利要求5所述的数控机床，其特征在于，所述主轴位移传感器为安装在主轴上的旋转编码器，所述旋转编码器用于测量主轴的实际角位移；所述数控系统利用所述主轴的实际角位移计算得到主轴实际位移＝主轴的实际角位移*待攻螺纹孔的螺距。

7.一种数控加工装置，包括处理器、存储器、输入装置以及输出装置；其中，所述处理器用于执行如下步骤：

获取主轴指令位移，并将所述主轴指令位移发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移；

利用所述主轴实际位移与所述主轴指令位移之间的差值对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移；

将所述Z轴指令进给位移发送给Z轴电机驱动器，以使所述Z轴电机驱动器驱动所述Z轴进而带动所述主轴加工待攻螺纹孔；

所述处理器具体用于利用如下公式对所述主轴实际位移进行补偿计算，得到Z轴指令进给位移：

M₁＝S₂+K*(S₁-S₂)，其中M₁为Z轴指令进给位移，S₁为主轴指令位移，S₂为主轴实际位移，K为预先确定的补偿系数；

所述处理器还用于：

获取初始误差补偿系数K₀，并取K的值为K₀；

对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移；

判断补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移之差是否在预定误差值W范围内，如果在，则将误差补偿系数K的值确定为所述初始误差补偿系数K₀，如果不在，则调整误差补偿系数K的值，并返回所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴实际位移和Z轴实际进给位移的步骤；

所述对待攻螺纹孔进行补偿试加工，并获取补偿试加工过程中的主轴的实际位移和Z轴实际进给位移包括：

获取补偿试加工过程中的主轴指令位移S₃、并将所述主轴指令位移S₃发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₄；

根据如下公式计算得到补偿试加工过程中的Z轴指令进给位移

M₃：M₃＝S₄+K₀*(S₃-S₄)；

将所述指令进给位移M₃发送给Z轴电机驱动器；

利用Z轴位移传感器获取Z轴实际进给位移M₄；

所述调整误差补偿系数K的值包括：

根据如下的公式计算得到调整后的误差补偿系数K：

K＝K₀+K₁；其中，所述K₁根据如下公式计算得到：

K₁＝(S₄-M₄)/(S₃-S₄)；

所述获取初始误差补偿系数K₀包括：

对待攻螺纹孔进行非补偿试加工，获取主轴指令位移S₅，并将所述主轴指令位移S₅发送给主轴电机驱动器；

利用主轴位移传感器获取主轴实际位移S₆；

将Z轴指令进给位移M₅发送给Z轴电机驱动器，其中M₅＝S₆；

利用Z轴位移传感器获取Z轴的实际进给位移M₆；

根据下面的公式计算初始补偿系数K₀：K₀＝(M₅-M₆)/(S₅-M₅)。

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