CN113377067A - 一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置，其方法包括步骤：获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；比较转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；基于误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。本发明基于误差补偿数据组进行误差补偿的方式，降低了温度对数控五轴联动机床精度的影响。

Description

一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置

技术领域

本发明涉及数控机床领域，具体而言，本发明涉及一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置。

背景技术

装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了迫切的大量需求。机床是一个国家制造业水平的象征，而代表机床制造业最高境界的是数控五轴联动机床，从某种意义上说，它反映了一个国家的工业发展水平状况。数控五轴联动机床有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。但是，高效率的加工也使得数控五轴联动机床在使用过程中很容易受到温度的影响，譬如主轴温度、机床主结构件温度以及环境温度，这些都会使得数控五轴联动机床的加工精度受到影响，而在精度无法保证的情况下，工件加工质量及使用性能都会大打折扣。

发明内容

为了寻找有效的数控五轴联动机床的温度控制的实现方案，本发明一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置。

方案一：

提供一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，该数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法包括如下步骤：

步骤S101：获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；

步骤S103：将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与所述数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；

步骤S105：比较所述转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；

步骤S107：基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

优选地，所述安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在所述数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

优选地，所述将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，包括如下步骤：

将所述温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断所述温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

若否，则移除所述温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

优选地，所述判断两者之差是否在预设允许范围内之后，还包括如下步骤：

若是，则重新执行步骤S101。

优选地，所述基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定包括如下步骤：

发送所述误差补偿数据组至所述数控五轴联动机床的数控系统；

所述数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

方案二：

提供一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，该数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

温度采集模块，用于获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；

译码转码模块，用于将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与所述数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；

比较判断生成模块，用于比较所述转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；

补偿模块，用于基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

优选地，所述安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在所述数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

优选地，所述数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

数据校验模块，用于将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，将所述温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断模块，用于判断所述温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

移除采集模块，用于若否，则移除所述温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

优选地，所述数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

终止模块，用于在判断两者之差是否在预设允许范围内之后，若是，则重新执行温度采集模块。

优选地，所述补偿模块包括：

发送单元，用于发送所述误差补偿数据组至所述数控五轴联动机床的数控系统；

执行维持单元，用于所述数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

与现有技术相比，本发明一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置具有如下有益效果：

本发明一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法及装置通过在数控五轴联动机床上增加温度传感器，通过采集各个温度传感器当前温度数据，并将其与预置的温度理论模型数据信息相比较的方式，得到误差补偿数据组，并基于误差补偿数据组进行误差补偿的方式，降低了温度对数控五轴联动机床精度的影响，在一定程度上不仅保障了工件加工质量，还提高了工件使用性能

本发明提出的上述方案，对现有系统的改动很小，不会影响系统的兼容性，而且实现简单、高效。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明一个实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法的流程示意图；

图2为本发明另一个实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置的模块结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、103 等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其应用于数控五轴联动机床的温度控制领域，具体地，该数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法包括如下步骤：

步骤S101：获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

具体地，安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

值得注意的是，本发明实施例中选择的温度传感器在数控五轴联动机床的安装位置，即左立柱(左侧墙)、右立柱(右侧墙)、横梁、滑枕、 A轴、C轴、主轴，在数控五轴联动机床上均有对应的位置，属于本领域技术人员的常规认识，因此不再赘叙。同时，之所以考虑这些位置主要是因为这些是机械主体关键件，其受温度影响产生变化将直接影响机床精度，但是，并不意味着本发明实施例排斥其他的位置，即，不应将其理解为是对本发明实施例的限制。

步骤S103：将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与所述数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息。

在一些实施方式中，将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，包括如下步骤：

将温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

若否，则移除温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

在一些实施方式中，预设条件优选为温度数据信息的数据准确性及正确性的判断标准，其可以由用户基于数控五轴联动机床的技术参数进行定义，本发明实施例对此不作限制。

具体地，采集满足预设条件的温度数据信息，也即数据正确的温度数据信息在可编程控制器中进行信号译码及信号转码，转变为数控系统可以接收数据类型。

步骤S105：比较所述转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组。

在一些实施方式中，预置的温度理论模型数据信息是预先存入在可编程控制器中的经过稳定测试验证的温度理论模型数据。

具体地，比较转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息为将两者进行分析和比较，生成比较误差数据，进而判断比较误差数据是否在预设允许范围内，若是，则基于比较误差数据生成误差补偿数据组。

在一些实施方式中，在判断两者之差是否在预设允许范围内之后，还包括如下步骤：

若是，则重新执行步骤S101。

可以理解的是，转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息在比较过程中势必存在一些误差，不同的是有的误差是被允许的，属于模型本身或者可以接受的噪声，对于此类，可以视为其为正常状况，因此，这个时候就需要终止补偿程序，也即重新执行步骤S101。

值得一提的是，本发明实施例在进行温度数据信息实时采集监测的过程中既可以根据实际的需要各自按照不同的频率进行采集，还可以进行统一频率的采集，亦可以根据不同的误差信息执行有关的步骤，譬如有的终止补偿程序而有的则继续步骤S107，即各个温度传感器之间是相互独立的。

步骤S107：基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

优选地，基于误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定包括如下步骤：

发送误差补偿数据组至数控五轴联动机床的数控系统；

数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

在一些实施方式中，数控系统执行误差补偿数据组，执行轴温度变化产出误差补偿功能，具体可以通过轴的移动实现数据补偿执行，维持精度稳定。到此结束，完成温度变化对精度影响的补偿功能。

当然了，在一个补偿周期结束之后，还可以按照预设周期重复执行步骤S101—S107，以实现较佳的精度稳定效果。

与现有技术相比，本发明实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法具有如下有益效果：

本发明实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法通过在数控五轴联动机床上增加温度传感器，通过采集各个温度传感器当前温度数据，并将其与预置的温度理论模型数据信息相比较的方式，得到误差补偿数据组，并基于误差补偿数据组进行误差补偿的方式，降低了温度对数控五轴联动机床精度的影响，在一定程度上不仅保障了工件加工质量，还提高了工件使用性能。

请参阅图2，基于同本发明实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法相同的发明构思，本发明另一实施例提供一种一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，其包括：

温度采集模块2002，用于获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；

译码转码模块2004，用于将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；

比较判断生成模块2006，用于比较转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；

补偿模块2008，用于基于误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

具体地，安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在所述数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

在一些实施方式中，数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

数据校验模块，用于将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，将温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断模块，用于判断温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

移除采集模块，用于若否，则移除温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

优选地，数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

终止模块，用于在判断两者之差是否在预设允许范围内之后，若是，则重新执行温度采集模块。

在一些实施方式中，补偿模块2008包括：

发送单元，用于发送误差补偿数据组至所述数控五轴联动机床的数控系统；

执行维持单元，用于数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置，模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

与现有技术相比，本发明另一实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置具有如下有益效果：

本发明实施例一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置通过温度采集模块2002、译码转码模块2004、比较判断生成模块2006及补偿模块2008的设置，降低了温度对数控五轴联动机床精度的影响，在一定程度上不仅保障了工件加工质量，还提高了工件使用性能。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

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例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例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。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁盘或光盘等。

以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，该数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法包括如下步骤：

步骤S101：获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；

步骤S103：将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与所述数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；

步骤S105：比较所述转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；

步骤S107：基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

2.如权利要求1所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，所述安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在所述数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

3.如权利要求1所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，所述将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，包括如下步骤：

将所述温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断所述温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

若否，则移除所述温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

4.如权利要求1所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，所述判断两者之差是否在预设允许范围内之后，还包括如下步骤：

若是，则重新执行步骤S101。

5.如权利要求1所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，所述基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定包括如下步骤：

发送所述误差补偿数据组至所述数控五轴联动机床的数控系统；

所述数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

6.一种数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，其特征在于，该数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

温度采集模块，用于获取至少一个安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息；

译码转码模块，用于将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码，以生成与所述数控五轴联动机床相兼容的转换温度数据信息；

比较判断生成模块，用于比较所述转换温度数据信息与预置的温度理论模型数据信息，判断两者之差是否在预设允许范围内，若否，则生成误差补偿数据组；

补偿模块，用于基于所述误差补偿数据组执行误差补偿动作，以维持精度稳定。

7.如权利要求6所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，其特征在于，所述安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器包括安装在所述数控五轴联动机床的左立柱、右立柱、横梁、滑枕、A轴、C轴、主轴的温度传感器。

8.如权利要求6所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，其特征在于，所述数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

数据校验模块，用于将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码之前，将所述温度数据信息输入至可编程模拟器；

判断模块，用于判断所述温度数据信息是否满足预设条件，若是，则将所述温度数据信息在可编程控制器中进行译码转码；

移除采集模块，用于若否，则移除所述温度数据信息，并重新获取安装在数控五轴联动机床预设位置的温度传感器采集的温度数据信息。

9.如权利要求6所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置，其特征在于，所述数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿装置包括：

终止模块，用于在判断两者之差是否在预设允许范围内之后，若是，则重新执行温度采集模块。

10.如权利要求6所述的数控五轴联动机床动态感知监控采集补偿方法，其特征在于，所述补偿模块包括：

发送单元，用于发送所述误差补偿数据组至所述数控五轴联动机床的数控系统；

执行维持单元，用于所述数控系统执行误差补偿数据组，以维持精度稳定。

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