一种基于工作时间的机床位移补偿方法和系统与流程

本发明涉及机床位移补偿技术领域，尤其涉及一种基于工作时间的机床位移补偿方法和系统。

背景技术：

机床在运转时，传动部件之间存在相对运动，机床丝杆、螺母座、轴承等摩擦热量，从而导致机床部件热膨胀，各运动轴的运动与目标发生偏移，从而造成机床加工误差。要解决以上问题就需要监测各传动部件的体积变化，然后根据各传动部件形变体积与位移变化的相对关系，计算出机床位移的位移值，然后补偿到数控系统中，达到对机床误差补偿的目的。

目前，大多数机床需要安装体积检测装置的位置较多，大部分安装位置易与机床运行产生干涉，容易产生较大误差，没有安装体积检测装置的大规格数控机床则在较长运行后产生较大的精度偏差。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于工作时间的机床位移补偿方法和系统；

本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿方法，该方法包括以下步骤：

s1、获取机床运动过程中运动轴体积和所述体积下运动轴位移量，并根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系；

s2、获取机床运动过程中运动轴在t1、t2、t3……tn工作时间的体积v1、v2、v3……vn，并建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表；

s3、获取运动轴当前的工作时间，并在所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表中检索与所述工作时间对应的运动轴目标体积；

s4、根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿。

其中，在s3中，通过机床pmc系统获取机床当前工作时间。

其中，在s2中，所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表，具体包括：t1为运动轴开始位移时的工作时间，tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，v1运动轴开始位移时的体积，vn为运动轴达到最大位移时的体积。

其中，在s1中，所述运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系，具体包括：所述函数映射关系分为多段区间，每个区间内运动轴体积与运动轴位移量有不同比例系数。

其中，在s4中，根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，具体包括；判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，并根据所述比例系数获取运动轴目标位移量。

一种基于工作时间的机床位移补偿系统，该系统包括：

映射关系模块，用于获取机床运动过程中运动轴体积和所述体积下运动轴位移量，并根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系；

关系表模块，用于获取机床运动过程中运动轴在t1、t2、t3……tn工作时间的体积v1、v2、v3……vn，并建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表；

体积推算模块,用于获取运动轴当前的工作时间，并在所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表中检索与所述工作时间对应的运动轴目标体积；

位移量补偿模块，用于根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿。

其中，所述体积推算模块，具体用于：通过机床pmc系统获取机床当前工作时间。

其中，所述关系表模块，具体用于：建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表，其中t1为运动轴开始位移时的工作时间，tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，v1运动轴开始位移时的体积，vn为运动轴达到最大位移时的体积。

其中，所述映射关系模块，具体用于：所述函数映射关系分为多段区间，每个区间内运动轴体积与运动轴位移量有不同比例系数。

其中，所述位移量补偿模块，具体用于：判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，并根据所述比例系数获取运动轴目标位移量。

本发明通过获取机床运动过程中运动轴体积和所述体积下运动轴位移量，建立运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系，同时建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表，通过pmc系统获取机床当前工作时间后，在所述关系表中查找相应的目标体积，再根据所述函数映射关系获取运动轴位移量从而对运动轴进行位移补偿，如此，无需在相同型号机床安装体积检测装置，通过机床工作时间和体积的对应关系得到目标体积再间接获取运动轴位移量，从而对机床运动轴进行补偿，在提高了机床加工工件的精度基础上，减少机床成本，实现机床智能化和自动化。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿方法的流程图；

图2为本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿系统的模块示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿方法的流程图；

参照图1，本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿方法，该方法包括以下步骤：

步骤s1，获取机床运动过程中运动轴体积和所述体积下运动轴位移量，并根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系；

在本步骤中，所述运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系，具体包括：所述函数映射关系分为多段区间，每个区间内运动轴体积与运动轴位移量有不同比例系数；

在本实施方式中，通过在同型号的机床上预装体积检测装置，并通过体积检测装置获取机床运动过程中运动轴的体积和所述体积时运动轴位移量，再根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立体积与运动轴位移量的函数映射关系，如此只需要获取所述机床运动过程中在某一工作时间的体积，即可通过所述函数模型计算当前运动轴的位移量。

步骤s2，获取机床运动过程中运动轴在t1、t2、t3……tn工作时间的体积v1、v2、v3……vn，并建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表；

在本步骤中，所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表，具体包括：t1为运动轴开始位移时的工作时间，tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，v1运动轴开始位移时的体积，vn为运动轴达到最大位移时的体积。

在本实施方式中，t1工作时间为运动轴开始位移时的工作时间，此时v1为运动轴开始位移时的体积；tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，此时vn为运动轴达到最大位移时的体积，当运动轴当前工作时间小于t1时，判定运动轴没有位移，无需对运动轴进行补偿，当运动轴当前工作时间大于tn时，判定运动轴达到最大位移值，此时对运动轴进行最大位移量补偿。

步骤s3，获取运动轴当前的工作时间，并在所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表中检索与所述工作时间对应的运动轴目标体积；

在本步骤中，通过机床pmc系统获取机床当前工作时间；

在本实施方式中，通过机床pmc系统获取机床当前工作时间，将所述当前工作时间代入s4中，获取运动轴对应目标体积。

步骤s4，根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿；

在本步骤中，根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，具体包括；判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，并根据所述比例系数获取运动轴目标位移量。

在本实施方式中，通过运动轴目标体积，判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，将所述比例系数与运动轴目标体积相乘获得运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿。

如图2所示，图2为本发明提出的一种基于工作时间的机床位移补偿系统的模块示意图；

参照图2，一种基于工作时间的机床位移补偿系统，包括：

映射关系模块，用于获取机床运动过程中运动轴体积和所述体积下运动轴位移量，并根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系；

映射关系模块，具体用于：所述运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系，具体包括：所述函数映射关系分为多段区间，每个区间内运动轴体积与运动轴位移量有不同比例系数；

在本实施方式中，通过在同型号的机床上预装体积检测装置，并通过体积检测装置获取机床运动过程中运动轴的体积和所述体积时运动轴位移量，再根据运动轴的体积和运动轴位移量的对应关系，建立体积与运动轴位移量的函数映射关系，如此只需要获取所述机床运动过程中在某一工作时间的体积，即可通过所述函数模型计算当前运动轴的位移量。

关系表模块，与映射关系模块连接，用于获取机床运动过程中运动轴在t1、t2、t3……tn工作时间的体积v1、v2、v3……vn，并建立机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表；

关系表模块，具体用于：所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表，具体包括：t1为运动轴开始位移时的工作时间，tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，v1运动轴开始位移时的体积，vn为运动轴达到最大位移时的体积。

在本实施方式中，t1工作时间为运动轴开始位移时的工作时间，此时v1为运动轴开始位移时的体积；tn为运动轴达到最大位移时的工作时间，此时vn为运动轴达到最大位移时的体积，当运动轴当前工作时间小于t1时，判定运动轴没有位移，无需对运动轴进行补偿，当运动轴当前工作时间大于tn时，判定运动轴达到最大位移值，此时对运动轴进行最大位移量补偿。

体积推算模块,与关系表模块连接，用于获取运动轴当前的工作时间，并在所述机床运动轴工作时间和运动轴体积对应关系表中检索与所述工作时间对应的运动轴目标体积；

体积推算模块，具体用于：通过机床pmc系统获取机床当前工作时间；

在本实施方式中，通过机床pmc系统获取机床当前工作时间，将所述当前工作时间发送至位移量补偿模块，获取运动轴对应目标体积。

位移量补偿模块，与体积推算模块连接，用于根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿；

位移量补偿模块，具体用于：根据所述运动轴目标体积及运动轴体积与运动轴位移量的函数映射关系获取运动轴目标位移量，具体包括；判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，并根据所述比例系数获取运动轴目标位移量。

在本实施方式中，通过运动轴目标体积，判断运动轴目标体积所在函数映射关系区间并获取对应的比例系数，将所述比例系数与运动轴目标体积相乘获得运动轴目标位移量，并对所述运动轴进行补偿。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。