CN111890116B - 温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质 - Google Patents

温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质，其包括：选定补偿对象的基准温度和温度间隔阈值，所述基准温度与若干个温度间隔阈值的和记为标准验证温度；获取补偿对象在基准温度下的每一个螺距并分别记为An；获取补偿对象在标准验证温度下的每一个螺距并分别记为Bn；分别对比一一对应的A和B，得到各个螺距在标准验证温度下的变化量，并记为标准螺距补偿量；获取补偿对象的实时温度并和标准验证温度对比，确定实时温度所对应的标准验证温度，记为S；获取S所对应的各个标准螺距补偿量，记为实际补偿量；将各个实际补偿量分别补偿至各个螺距得到各个实际螺距，并分别记为Ln。本申请可减小温度对丝杆驱动精度的影响。

Description

温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质
技术领域
本申请涉及机床冷热机补偿技术领域，尤其是涉及一种温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质。
背景技术
丝杆驱动，其被普遍应用于机床，是机加工的重要组成部分。
由于丝杆大多采用金属制成，而一般的，金属相对易受温度影响而发生热胀冷缩，所以丝杆驱动在应用于机加工后，机加工精度不可避免受温度影响，因此本申请提出一种新的技术方案。
发明内容
为了减小温度因素对丝杆驱动精度的影响，本申请提供一种温度补偿方法及系统、装置和计算机存储介质。
第一方面，本申请提供一种温度补偿方法，采用如下的技术方案：
一种温度补偿方法，包括标准补偿量获取子方法以及动态补偿子方法；
所述标准补偿量获取子方法包括：
选定丝杆作为补偿对象并选定补偿对象的基准温度和温度间隔阈值，所述基准温度与若干个温度间隔阈值的和记为标准验证温度；每选定一个温度间隔阈值，标准验证温度均根据累加的温度间隔阈值的个数有多个不同的值；
获取补偿对象在基准温度下的每一个螺距，并分别记为An，n为非0整数；
获取补偿对象在标准验证温度下的每一个螺距，并分别记为Bn，n为非0 整数；
分别对比一一对应的An和Bn，得到各个螺距在标准验证温度下的变化量，并记为标准螺距补偿量；
所述动态补偿子方法包括：
获取补偿对象的实时温度并和标准验证温度对比，确定实时温度所对应的标准验证温度，记为S；
获取S所对应的各个标准螺距补偿量，记为实际补偿量；
将各个实际补偿量分别补偿至各个螺距得到各个实际螺距，并分别记为Ln，n为非0整数。
优选的，所述补偿对象的实时温度的获取方法包括选定温度采集时间节点，同一所述温度采集时间节点至少获取两个实时温度且相互对比得到实时温度差值；
选定温度采集的告警阈值，对比实时温度差值和告警阈值且在其超出告警阈值后，停止计算Ln，执行一预设的告警动作。
优选的，还包括丝杆驱动补偿子方法，所述丝杆驱动补偿子方法包括，
获取补偿对象所需执行的驱动行程量；
根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数。
第二方面，本申请提供一种温度补偿系统，采用如下的技术方案：
一种温度补偿系统，包括：
标准螺距补偿量获取模块，其用于获取上述温度补偿方法的标准螺距补偿量；
温度获取模块，其用于获取补偿对象的实时温度；
实际补偿量计算模块，其连接于温度获取模块和标准螺距补偿量获取模块；其用于根据上述温度补偿方法确定实时温度所对应的标准验证温度，根据标准验证温度得到各个螺距对应的实际补偿量；
实际螺距计算模块，其连接于实际补偿量计算模块；其用于根据上述温度补偿方法得到各个实际螺距。
优选的，所述温度获取模块在同一温度采集时间节点至少获取两个实时温度；
所述温度获取模块连接有告警模块，所述告警模块预设告警阈值和告警信息，所述告警模块对比实时温度差值和告警阈值且在其超出告警阈值后，停止实际补偿量计算模块和实际螺距计算模块，输出告警信息。
优选的，还包括丝杆驱动补偿模块，所述丝杆驱动补偿模块获取补偿对象所需执行的驱动行程量，根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数并输出。
第三方面，本申请提供一种温度补偿装置，采用如下的技术方案：
一种温度补偿装置，存储器以及处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述温度补偿方法的计算机程序。
第四方面，本申请提供一种计算机可读介质，采用如下的技术方案：
一种计算机可读介质，存储有能够被处理器加载并执行上述温度补偿方法的计算机程序。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：可根据丝杆的实时温度，对丝杆上的各个螺距做动态补偿得到更为精准的实际螺距，以实际螺距作为丝杆驱动的参考基础，从而可减小温度对丝杆驱动精度的影响。
附图说明
图1是本申请的实时温度采集示意图。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
实施例1：
一种温度补偿方法，包括标准补偿量获取子方法以及动态补偿子方法；
一、标准补偿量获取子方法包括：
选定丝杆作为补偿对象并选定补偿对象的基准温度和温度间隔阈值，基准温度与若干个温度间隔阈值的和记为标准验证温度；每选定一个温度间隔阈值，标准验证温度均根据累加的温度间隔阈值的个数有多个不同的值；
获取补偿对象在基准温度下的每一个螺距，并分别记为An，n为非0整数；
获取补偿对象在标准验证温度下的每一个螺距，并分别记为Bn，n为非0 整数；
分别对比一一对应的An和Bn，得到各个螺距在各个标准验证温度下的变化量，并记为标准螺距补偿量。
其中，螺距为相邻两个螺纹之间的间距，螺距的获取方式，例如：上述丝杆上安装适配的滑块（螺母件），丝杆转动时驱使滑块沿其轴向移动；安装探测方向平行于丝杆的激光测距仪，其探测点落在滑块上，则丝杆转动一周时滑块的移动量即作为一个螺距。
基准温度，例如：20℃；温度间隔阈值，例如：1℃；此时标准验证温度为（20+n*1）℃，n为≥1的整数。
标准螺距补偿量的获取方式，例如：为补偿对象模拟出基准温度，根据上述螺距获取方式得到各个螺纹的螺距，分别记为A1、A2…；
为补偿对象模拟出标准验证温度，根据上述螺距获取方式得到各个螺纹的螺距，分别记为B1、B2…；
则第一标准螺距补偿量为B1-A1、第二个标准螺距补偿量为B2-A2…。
二、在得到标准螺距补偿量之后，即可执行动态补偿子方法，动态补偿子方法包括：
获取补偿对象的实时温度并和标准验证温度对比，确定实时温度所对应的标准验证温度，记为S；实时温度的获取方式，例如：使用红外测温仪，红外测温仪的探测端朝向丝杆，以实时监测丝杆的温度；红外测温仪的输出端可连接于计算机，方便处理检测数据等；当检测到的温度为32.4℃等非整数时，可按照四舍五入的方式，确定S=32℃；
获取S所对应的各个标准螺距补偿量，记为实际补偿量；
将各个实际补偿量分别补偿至各个螺距得到各个实际螺距，并分别记为Ln，n为非0整数。
例如：S=32℃时，获取已经验证得到的第一个螺距的实际补偿量为0.10mm；第二个螺距的实际补偿量为0.13mm；第三个螺距的实际补偿量为0.07mm；
则L1（1表示第一，以下类推）=第一个螺距（基准温度下测得）+0.10mm、L2=第二个螺距（基准温度下测得）+0.13mm、L3=第三个螺距（基准温度下测得）+0.07mm。
根据上述内容，可对丝杆温度做实时监测，根据其实时温度，对应的在各个基准螺距（基准温度下测得）上做补偿，获得更为精准的实际螺距，使后续做丝杆驱动控制时，控制精度更高。
具体的，本申请还包括丝杆驱动补偿子方法，丝杆驱动补偿子方法包括：
获取补偿对象所需执行的驱动行程量；
根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数。
例如：驱动行程量为X，则X依次减去L1、L2…直到产生负数，此时记录未减去最后一个L时的余数，则丝杆应该转动的圈数=（上述L的数量-1）+余数/（导致产生负数的L），后续，根据丝杆应该转动的圈数、丝杆所应用环境的控制比等即可确定驱动控制参数。
为了提高实时温度的检测精度，减小测温故障等对本申请的影响，本申请还包括：
补偿对象的实时温度的获取方法包括选定温度采集时间节点，例如：补偿对象启用后，每隔1.5分钟做一次温度采集；
同时，同一温度采集时间节点至少获取两个实时温度且相互对比得到实时温度差值；
例如：如图1所示，上述红外测温仪安装三个且探测端分别朝向丝杆的前、中、后端；此时，利用三者在丝杆启用后的第1.5分钟同时做一次温度采集、第3分钟做一次温度采集…；
每一次采集得到的温度可记为S1、S2、S3，三者做两两对比得到实时温度差值C1、C2和C3。
进一步的，本申请还根据实际操作验证选定一合适的温度采集的告警阈值，例如2℃；
如果上述C1、C2和C3中有任何一个大于2℃，则证明此时测温设备异常，此时停止计算L，并执行一预设的告警动作，例如：通过通讯网络发送告警信息至相关人员。
综上所述，本申请可用于减小温度因素对丝杆驱动精度的影响。
实施例2：
一种温度补偿系统，包括：
标准螺距补偿量获取模块，其用于获取实施例1所述的标准螺距补偿量；
温度获取模块，其用于获取补偿对象的实时温度；
实际补偿量计算模块，其连接于温度获取模块和标准螺距补偿量获取模块；其用于根据实施例1所述的方法确定实时温度所对应的标准验证温度，根据标准验证温度得到各个螺距对应的实际补偿量；
实际螺距计算模块，其连接于实际补偿量计算模块；其用于根据实施例1所述的方法得到各个实际螺距。
进一步的，温度获取模块在同一温度采集时间节点至少获取两个实时温度；
温度获取模块连接有告警模块；
告警模块预设告警阈值和告警信息，告警模块对比实时温度差值和告警阈值且在其超出告警阈值后，停止实际补偿量计算模块和实际螺距计算模块，输出告警信息。
本系统还包括丝杆驱动补偿模块，丝杆驱动补偿模块获取补偿对象所需执行的驱动行程量，根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数并输出。
在本实施例中，模块可以是部分电路、部分处理器、部分程序或软件等，而且在本实施例中的各组成部分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模块的形式实现。
实施例3：
一种温度补偿系统，包括存储器以及处理器，存储器上存储有能够被处理器加载并执行如实施例1所述温度补偿方法的计算机程序。
实施例4：
一种计算机可读介质，其存储有能够被处理器加载并执行如实施例1所述温度补偿方法的计算机程序。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种温度补偿方法，其特征在于：包括标准补偿量获取子方法以及动态补偿子方法，
所述标准补偿量获取子方法包括：
选定丝杆作为补偿对象并选定补偿对象的基准温度和温度间隔阈值，所述基准温度与若干个温度间隔阈值的和记为标准验证温度；每选定一个温度间隔阈值，标准验证温度均根据累加的温度间隔阈值的个数有多个不同的值；
获取补偿对象在基准温度下的每一个螺距，并分别记为An，n为非0整数；
获取补偿对象在标准验证温度下的每一个螺距，并分别记为Bn，n为非0 整数；
分别对比一一对应的An和Bn，得到各个螺距在标准验证温度下的变化量，并记为标准螺距补偿量；
所述动态补偿子方法包括：
获取补偿对象的实时温度并和标准验证温度对比，确定实时温度所对应的标准验证温度，记为S；
获取S所对应的各个标准螺距补偿量，记为实际补偿量；
将各个实际补偿量分别补偿至各个螺距得到各个实际螺距，并分别记为Ln，n为非0整数。
2.根据权利要求1所述的温度补偿方法，其特征在于：所述补偿对象的实时温度的获取方法包括选定温度采集时间节点，同一所述温度采集时间节点至少获取两个实时温度且相互对比得到实时温度差值；
选定温度采集的告警阈值，对比实时温度差值和告警阈值且在其超出告警阈值后，停止计算Ln，执行一预设的告警动作。
3.根据权利要求1或2所述的温度补偿方法，其特征在于：还包括丝杆驱动补偿子方法，所述丝杆驱动补偿子方法包括，
获取补偿对象所需执行的驱动行程量；
根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数。
4.一种温度补偿系统，其特征在于，包括：
标准螺距补偿量获取模块，其用于获取如权利要求3所述温度补偿方法的标准螺距补偿量；
温度获取模块，其用于获取补偿对象的实时温度；
实际补偿量计算模块，其连接于温度获取模块和标准螺距补偿量获取模块；其用于根据如权利要求3所述的温度补偿方法确定实时温度所对应的标准验证温度，根据标准验证温度得到各个螺距对应的实际补偿量；
实际螺距计算模块，其连接于实际补偿量计算模块；其用于根据如权利要求3所述的温度补偿方法得到各个实际螺距。
5.根据权利要求4所述的温度补偿系统，其特征在于：所述温度获取模块在同一温度采集时间节点至少获取两个实时温度；
所述温度获取模块连接有告警模块，所述告警模块预设告警阈值和告警信息，所述告警模块对比实时温度差值和告警阈值且在其超出告警阈值后，停止实际补偿量计算模块和实际螺距计算模块，输出告警信息。
6.根据权利要求5所述的温度补偿系统，其特征在于：还包括丝杆驱动补偿模块，所述丝杆驱动补偿模块获取补偿对象所需执行的驱动行程量，根据各个实际螺距和驱动行程量确定补偿对象的驱动控制参数并输出。
7.一种温度补偿装置，其特征在于：包括存储器以及处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行如权利要求3所述温度补偿方法的计算机程序。
8.一种计算机可读介质，其特征在于：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求3所述温度补偿方法的计算机程序。
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