数控机床主轴预热控制方法及装置与流程

本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种数控机床主轴预热控制方法及装置。

背景技术：

数控机床的主轴在运行过程中随着温度的升高，因为热胀冷缩而产生热延长形变，影响加工精度，因此，需要对主轴进行位置补偿。现有技术的主轴位置补偿方案都是通过设定温度阈值为基准，若主轴温度超过了阈值，则对主轴位置进行补偿。

发明人在实施本发明的过程中发现，上述技术方案存在以下缺陷：

通过温度基准对主轴的热延长量进行位置补偿，达到的加工精度有限。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种数控机床主轴预热控制方法，该方法可显著减少z轴误差，提高加工精度。

本发明进一步所要解决的技术问题是，提供一种数控机床主轴预热控制装置，该装置可可显著减少z轴误差，提高加工精度。

为解决上述技术问题，本发明公开了以下技术方案：

一种数控机床主轴预热控制方法，包括以下步骤：

在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

在一些可能的实施方式中，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

在一些可能的实施方式中，所述根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿具体包括以下步骤：

判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述预设的阈值为不超过0.9。

相应地，本发明还公开了一种数控机床主轴预热控制装置，包括有：

运行参数获得单元，用于在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

查询单元，用于根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

存储单元，用于存储所述预设的热延长量映射表；

指令补偿控制单元，用于根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

在一些可能的实施方式中，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

在一些可能的实施方式中，所述指令补偿控制单元具体包括：用于判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述预设的阈值为不超过0.9。

本发明的有益效果是：

本发明实施例通过预先建立主轴热延长量与主轴运行时间和温度等运行参数之间的映射关系表，并在主轴运行时通过所述映射关系表获得所述运行参数对应的热延长量，并直接以所述热延长量为基准对z轴进行位置补偿，从而显著减少了z轴误差，提高了加工精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的数控机床主轴预热控制方法的流程示意图。

图2是本发明实施例提供的数控机床主轴预热控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面参考图1详细描述本发明实施例提供的数控机床主轴预热控制方法的一个实施例；如图1所示，本实施例主要包括以下步骤：

步骤s10中，在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

步骤s20中，根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

步骤s30中，根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

在一些可能的实施方式中，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

在一些可能的实施方式中，所述步骤s30中根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿具体包括以下步骤：

判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述预设的阈值为不超过0.9。

下面参考图2详细描述本发明实施例提供的数控机床主轴预热控制装置的一个实施例；如图2所示，本实施例主要包括有：

运行参数获得单元110，用于在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

查询单元120，用于根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

存储单元100，用于存储所述预设的热延长量映射表；

指令补偿控制单元130，用于根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

在一些可能的实施方式中，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

在一些可能的实施方式中，所述指令补偿控制单元130具体包括：用于判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

在一些可能的实施方式中，所述预设的阈值为不超过0.9。

采用本发明的实施例，主轴经过充分预热后，工作在不同的转速，z轴误差可由现有技术的0.06mm减小到0.007mm；加工典型工件时长21小时，z向精度数据稳定。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

1.一种数控机床主轴预热控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿具体包括以下步骤：

判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设的阈值为不超过0.9。

6.一种数控机床主轴预热控制装置，其特征在于，包括有：

运行参数获得单元，用于在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；

查询单元，用于根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；

存储单元，用于存储所述预设的热延长量映射表；

指令补偿控制单元，用于根据所述热延长量进行z轴方向的指令位置补偿。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述热延长量通过以下步骤获得：在若干指定转速条件下，分别测量主轴的热延长量，得到主轴转速与所述热延长量的映射关系。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述指定转速包括：rpm＝2000；rpm＝10000；rpm＝20000。

9.如权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述指令补偿控制单元具体包括：用于判断所述热延长量是否超出预设的阈值，若是，则进行所述指令位置补偿。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述预设的阈值为不超过0.9。

技术总结
本发明实施例公开了一种数控机床主轴预热控制方法及装置。所述方法包括以下步骤：在主轴运行过程中，每隔一个预设的周期，获得主轴的当前运行时间和当前温度；根据所述运行时间和温度，在预设的热延长量映射表中查询对应的热延长量，所述热延长量映射表中存储有主轴转速、温度、运行时间和热延长量的映射关系；根据所述热延长量进行Z轴方向的指令位置补偿。实施本发明，可显著减少Z轴误差，提高加工精度。

技术研发人员：杨光;喻春洪
受保护的技术使用者：东莞市皓晟实业有限公司
技术研发日：2019.12.31
技术公布日：2020.05.19