CN114770222A - 数控机床及其回转轴螺距误差检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了数控机床及其回转轴螺距误差检测方法。该方法包括：获取回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数；将全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果；通过预设方式提示累加结果。通过上述方式，本申请能够减少机床加工的误差。

Description

数控机床及其回转轴螺距误差检测方法

技术领域

本申请涉及数控机床技术领域，特别是涉及数控机床及其回转轴螺距误差检测方法。

背景技术

搭载有FANUC系统的数控机床是现在使用规模较大的数控机床的种类之一。FANUC系统中回转轴的螺距补偿采用的是相对式位置补偿，螺距误差补偿时，需要满足圆周封闭原则，即回转一圈补偿值的代数和为0。目前的数控机床不具备检测补偿是否正确的能力，会造成机床加工产生误差，影响加工质量。

发明内容

本申请目的在于提供数控机床及其回转轴螺距误差检测方法，能够减少数控机床的加工误差。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：

提供一种数控机床的回转轴螺距误差检测方法。该方法包括：获取回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数；将全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果；通过预设方式提示累加结果。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：

提供一种数控机床，数控机床包括主机、驱动装置和控制装置，驱动装置和控制装置电连接，控制装置用于控制驱动装置驱动主机进行工作，控制装置用于执行上述的方法。

本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，通过将回转一周时的补偿点的螺补参数进行累加，获取累加结果后，就能够根据累加结果判断机床的螺距误差补偿是否正确。若机床的螺距误差补偿正确后可以允许机床继续进行加工，若机床的螺距误差补偿错误，则可以控制机床停止加工或发出检查螺距补偿参数的提示，从而减少误差的产生。

附图说明

图1是本申请数控机床实施例的示意框图；

图2是本申请数控机床的回转轴螺距误差检测方法实施例的流程示意图；

图3是本申请进行螺补参数设定的示意图；

图4是本申请补偿数据表的示意图；

图5是本申请补偿曲线的示意图；

图6是本申请进行螺距补偿及其检测的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请发明人经过长期研究发现，数控机床工作台的运动精度是由数控机床的丝杆决定的，如果丝杆有一些精度误差，那么误差就会难以避免地反应到机床加工当中。为了解决这个问题，可以采用螺距补偿的方法对丝杆的误差进行补偿，从而在一定程度上降低丝杆误差对精度的影响。搭载有FANUC系统的数控机床中回转轴的螺距补偿采用的是相对式位置补偿，螺距误差补偿时，需要满足圆周封闭原则，即回转一圈补偿值的代数和为0。在进行补偿时，若回转一圈的补偿值代数和不为0，补偿错误，则会在接下来的加工中会导致螺积误差的产生。如此，检测螺距误差补偿的是否正确，有助于提高数控机床的加工质量。为了改善上述技术问题，本申请可以提供以下实施例。

参阅图1，本申请数控机床1(以下简称为机床1)实施例至少包括主机30、驱动装置20和控制装置10。控制装置10是控制机床1的核心，例如可以为专用的控制计算机。控制装置10可以包括人机交互装置，人机交互装置用于对机床1的控制装置10进行参数的输入以及用于用户对参数的读取，人机交互装置中可以包括有显示屏和按键，显示屏为机床1提供了可视化界面，用户能够通过显示屏和按键与机床1进行交互，例如加工参数的读取，或者指令的输入以及参数的调整等。人机交互装置能够与控制装置10进行信息交互。控制装置10中的加工参数、加工状态以及各个控制项目的列表能够通过人机交互装置被用户读取。用户能够通过人机交互装置输入不同的参数或者指令到控制装置10中，以对其进行编程，控制装置10能够根据程序对各项指令和参数进行执行或管理，以保证加工的顺利进行。

驱动装置20和控制装置10电连接，控制装置10用于控制驱动装置20驱动主机30进行工作。驱动装置20用于驱动主机30中例如主轴的旋转或者刀具的移动等的运动，控制装置10能够通过各项功能指令生成相应的信号传输至驱动装置20中，从而控制机床1进行零件的加工。

控制装置10能够执行程序。通过控制装置10能够对螺距补偿的参数进行检测，以识别螺距补偿是否正确，以减少加工误差的产生。具体地，控制装置10可以执行本申请数控机床1的回转轴螺距误差检测方法实施例描述的回转轴螺距误差检测方法，可参见如下本申请数控机床1的回转轴螺距误差检测方法实施例的描述。

参阅图2，本申请数控机床1的回转轴螺距误差检测方法实施例描述的回转轴螺距误差检测方法可以包括：s100：获取回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数。s200：将全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果。s300：通过预设方式提示累加结果。

通过将回转一周时的补偿点的螺补参数进行累加，获取累加结果后，就能够根据累加结果判断机床1的螺距误差补偿是否正确。若机床1的螺距误差补偿正确后可以允许机床1继续进行加工，若机床1的螺距误差补偿错误，则可以控制机床1停止加工或发出检查螺距补偿参数的提示，从而减少误差的产生。

参阅图3，机床1在进行螺距补偿时需要预先进行参数的设定，才能够使机床1正常地执行螺距补偿。在FANUC系统中，参数号03620-03625是补偿参数设定的参数号。补偿参数包括参考补偿点的点号、起始补偿点的点号、终止补偿点的点号、补偿倍率以及补偿点间隔。

以图3中的A轴(即回转轴)进行螺距误差补偿为例进行示例性介绍，其他轴的参数设定至少可以与A轴同理。

在机床1参数号03620下设定参考补偿点的参数，例如将参考点设为401，则表示A轴参考点的螺距误差补偿点的号码为401。在参数号03621下设定起始补偿点的点号，例如设为400。在参数号03622下设定终止补偿点的点号，例如设为413。在参数号03623中设定补偿倍率，例如设为1，则代表补偿数据的单位与检测单位相同。在参数号03624中设定补偿点的间隔，例如间隔可以设置为20，单位为度。在03625下设定回转一圈为360度。以上参数设定的注意事项以及未提及事宜均可具体参见FANUC系统使用说明书，在此不再赘述。

参阅图4和图5，参数号设定结束后，需要利用激光干涉仪至少测量一次回转轴的回转精度，以生成补偿曲线。基于补偿参数以及由激光干涉仪获取的补偿曲线生成全部补偿点的螺补参数。激光干涉仪测量精度的方法可以参见相关现有技术，不再赘述。其中，所使用的激光干涉仪的精度需要高于机床1本身的精度，否则无法测量出丝杆的误差。在将螺补参数中的点号设置完成后，需要基于补偿参数设定生成的补偿数据表以及由激光干涉仪获取的补偿曲线生成全部补偿点的螺补参数。换言之，就是需要根据以上的螺补参数设定将机床1中丝杆的具体误差进行测量，从而根据测量结果生成补偿曲线。生成的补偿曲线需要与参数设定中的点号相对应，以将需要进行补偿的具体值代入到机床1的系统当中。例如，补偿起始点的点号为400，补偿终止点的点号为413，其中由于进行的是回转轴的补偿，点号400与点号413在实际空间中，为同一个点。则就需要测量回转一周中13个点的产生误差的具体结果，据此生成补偿曲线，根据补偿曲线将补偿值分别对应输入到补偿数据表点号400-413当中，将补偿值与点号对应。

参阅图6，以下对本申请机床1的回转轴螺距误差检测方法实施例进行详细描述。

s100：获取回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数。

其中，全部补偿点可以包括起始补偿点、终止补偿点以及起始点至终止补偿点之间按照补偿点间隔形成的所有补偿点。回转轴的补偿由于是对其旋转一周所产生的误差进行补偿，所以全部补偿点是其回转一周的全部补偿点。螺补参数即螺距补偿参数。

在步骤s100之前，本实施例可以通过激光干涉仪生成全部补偿点的螺补参数，具体可以参见如下步骤：

S110：接收回转轴对应的补偿参数，补偿参数包括参考补偿点的点号、起始补偿点的点号、终止补偿点的点号、补偿倍率以及补偿点间隔。

S120：基于补偿参数以及由激光干涉仪获取的补偿曲线生成全部补偿点的螺补参数。

其中，全部补偿点包括起始补偿点、终止补偿点以及起始点至终止补偿点之间按照补偿点间隔形成的所有补偿点。

步骤s100具体可以是通过如下方式获取螺补参数：

S130：预设脚本获取全部补偿点的螺补参数。

具体而言，预设的脚本可以通过FANUC PICTURE软件进行编写。FANUC PICTURE软件是可以在计算机上运行，能够对FANUC系统进行二次开发的软件。FANUC PICTURE软件适用于多种FANUC系统，其开发环境为visual basic，自身集成编译和链接功能，具有较强的图形显示和贴图功能，并且提供脚本编辑功能与简单的计算功能，适合进行简单计算的FANUC系统二次开发。该软件还可以搭配宏编译器执行器或者C语言执行器进行使用，以满足复杂计算的要求。该软件开发脚本的过程具体可参见相关教科书或说明书等，在此不再赘述。控制装置10中搭载有预设的脚本，预设的脚本用于获取螺距补偿的参数，并且能够对螺距补偿的参数进行计算。预设脚本能够获取的信息包括但不限于回转轴对应的补偿参数，补偿参数包括参考补偿点的点号、起始补偿点的点号、终止补偿点的点号、补偿倍率以及补偿点间隔。例如，通过预设脚本读取点号400-413所对应的补偿值。

s200：将全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果。

得到累加结果后，可以通过多种方式来判断螺距补偿是否正确，例如在预设脚本中设定累加结果的判断逻辑，以通过累加结果判断补偿正确与否。又如将累加结果通过人机交互界面提示给用户，用户通过累加结果来判断补偿是否正确。例如读取点号400至413中全部的补偿值或者部分的补偿值将其累加。

步骤s200具体可以是通过如下步骤实现：

S210：通过预置在控制装置10中的预设脚本将全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果。

经过FANUC PICTURE软件编辑的脚本能够在读取系统中的螺补参数。脚本能够将读取到的参数根据预设的方式进行累加处理，以得到累加结果。可选地，将螺补参数进行累加处理还可以采用机床1的FANUC系统本身的指令进行计算。例如通过G10代码读取出补偿点并保存在宏变量中，再计算所有宏变量的代数和。具体的代码使用注意事项等可见于FANUC系统数控机床1编程的教科书或说明书等，不再赘述。

s300：通过预设方式提示累加结果。

其中，提示累加结果可以通过预设脚本以及通过机床1的人机交互电路实现。具体而言，预设方式可以是通过脚本在机床1的可视化界面中显示累加结果。预设方式还可以是在机床1的可视化界面同时显示累加结果、全部补偿点的点号以及全部补偿点的螺补参数，从而方便用户对螺补参数进行检查确认。

可选地，提示累加结果的同时，还可以具体采取如下操作：

s310：判断累加结果是否为0，若不为0，则确定补偿错误，并生成相应的提示信息。

螺距误差补偿时，需要满足圆周封闭原则，即回转一圈补偿值的代数和为0。在进行补偿时，若回转一圈的补偿值代数和不为0，补偿错误，则会在接下来的加工中会导致螺积误差的产生。脚本将回转一圈的补偿点的补偿值进行累加后，脚本能够通过其内的判断逻辑来判断补偿值的代数和是否为0。若补偿值的代数和为0，则说明补偿正确，机床1能够顺利地进行加工。若补偿值的代数和不为0，则补偿错误，机床1此时无法进行准确地零件加工，需要调整机床1的补偿参数。则在补偿值代数和不为0时，就需要生成相应的提示信息，提示用户螺补参数需要进行调整，以减少加工误差的产生。可选地，除了使用脚本外，机床1可以利用FANUC系统中的M代码设置判断程序来判断宏变量的代数和是否为0，以确定是否产生相应的提示信息。

s311：生成报警信息并提示报警信息。

在累加结果不为0时，需要及时将补偿不正确的信息传递到用户，从而使用户能够及时地调整螺补参数，以增加生产效率。如此，就需要生成报警信息且将其提示，从而提醒用户及时检查螺补参数的设定。脚本判断累加结果不为0后，能够生成报警信息，报警信息能够通过多种方式提示，例如通过可视化界面产生相应的图形或者通过脚本触发机床1的“RESET”功能键位，以将报警信息示出。

S312：在确定补偿错误后，至少再一次利用激光干涉仪至少测量一次回转轴的回转精度，以生成补偿曲线。

在补偿错误后，利用激光干涉仪至少再一次测量回转精度，进而从步骤s100开始重新进行补偿是否正确的检测，如此能够提高补偿的准确度和有效性，减少在补偿错误的情况下仍进行错误补偿的现象。

综上所述，本申请回转轴螺距误差检测方法通过将回转一周时的补偿点的螺补参数进行读取，并进行累加，获取累加结果后，就能够根据累加结果判断机床1的螺距误差补偿是否正确。若机床1的螺距误差补偿正确后可以允许机床1继续进行加工，若机床1的螺距误差补偿错误，则可以控制机床1停止加工或发出检查螺距补偿参数的提示，从而减少误差的产生，以提高加工质量。

以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种数控机床的回转轴螺距误差检测方法，其特征在于，包括：

获取所述回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数；

将所述全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果；

通过预设方式提示所述累加结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述将所述全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到累加结果，包括：

通过预置在数控机床中的预设脚本将所述全部补偿点的螺补参数进行累加处理，得到所述累加结果。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

所述获取所述回转轴在回转一周时所对应的全部补偿点的螺补参数，包括：

通过所述预设脚本获取所述全部补偿点的螺补参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述通过预设方式提示所述累加结果，包括：

在所述机床的可视化界面中显示所述累加结果。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述在所述机床的可视化界面中显示所述累加结果，包括：

在所述机床的所述可视化界面同时显示所述累加结果、所述全部补偿点的点号以及所述全部补偿点的螺补参数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述通过预设方式提示所述累加结果，包括：

判断所述累加结果是否为0；

若不为0，则确定补偿错误，并生成相应的提示信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：

所述生成相应的提示信息，包括：

生成报警信息并提示所述报警信息。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在所述获取所述回转轴在回转一周时对应的全部补偿点的螺补参数之前，包括：

接收所述回转轴对应的补偿参数，所述补偿参数包括参考补偿点的点号、起始补偿点的点号、终止补偿点的点号、补偿倍率以及补偿点间隔；

基于所述补偿参数以及由激光干涉仪获取的补偿曲线生成所述全部补偿点的螺补参数；

其中，所述全部补偿点包括所述起始补偿点、所述终止补偿点以及所述起始补偿点至所述终止补偿点之间按照所述补偿点间隔形成的所有补偿点。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：

在所述基于所述补偿参数以及由激光干涉仪获取的补偿曲线生成所述全部补偿点的螺补参数之前，包括：

利用所述激光干涉仪至少测量一次所述回转轴的回转精度，以生成所述补偿曲线。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：

所述利用所述激光干涉仪至少测量一次所述回转轴的回转精度，以生成所述补偿曲线，包括：

在确定补偿错误后，至少再一次利用所述激光干涉仪至少测量一次所述回转轴的回转精度，以生成所述补偿曲线。

11.一种数控机床，其特征在于，包括：主机、驱动装置和控制装置所述驱动装置和所述控制装置电连接，所述控制装置用于控制所述驱动装置驱动所述主机进行工作，所述控制装置用于执行如权利要求1-10任一项所述的方法。

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