信息、溫度通道和熱誤差通道以及補(bǔ)償軸參數(shù)的設(shè)置功能；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制硬件部分提供溫度和主軸熱誤差數(shù)據(jù)的采集、顯示與存儲(chǔ)功能；數(shù)據(jù)處理模塊提供溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化和熱誤差建模的功能；數(shù)據(jù)傳輸模塊提供熱誤差模型到華中八型數(shù)控系統(tǒng)的傳送功能。
[0018]參照?qǐng)D2，以實(shí)現(xiàn)華中八型數(shù)控機(jī)床主軸熱誤差補(bǔ)償功能為例，一種基于華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償方法，包括如下步驟:
[0019]I)首先在軟件部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊設(shè)定熱誤差補(bǔ)償軸的類型是主軸，設(shè)置工程信息中機(jī)床名、實(shí)驗(yàn)名稱，軟件部分的數(shù)據(jù)采集模塊采集的溫度數(shù)據(jù)和主軸熱誤差數(shù)據(jù)以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、激光干涉儀采集的進(jìn)給軸的熱誤差數(shù)據(jù)將存貯在一級(jí)目錄為機(jī)床名稱，二級(jí)目錄為實(shí)驗(yàn)名稱的文件夾中，便于用戶管理數(shù)據(jù)；設(shè)置軸名、軸號(hào)、熱誤差測(cè)量?jī)x器、測(cè)量次數(shù)，溫度通道號(hào)、熱誤差通號(hào)，其中溫度通道號(hào)和熱誤差通道號(hào)與接有PT100溫度傳感器和電渦流傳感器的采集卡的通道號(hào)要彼此對(duì)應(yīng)，以便正確采集；
[0020]2)將對(duì)應(yīng)步驟I)設(shè)定的溫度通道號(hào)的PT100溫度傳感器固定于機(jī)床各溫度測(cè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)步驟I)設(shè)定的熱誤差通道號(hào)的電渦流傳感器固定于主軸附近，然后通過(guò)軟件部分的數(shù)據(jù)采集模塊控制硬件部分采集步驟I)設(shè)定的溫度通道和熱誤差通道的數(shù)據(jù)；
[0021]3)對(duì)步驟2)采集的溫度通道的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件部分的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化，首先利用模糊聚類分析對(duì)溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分類，從同一類別中挑選一個(gè)表征溫度測(cè)點(diǎn)，然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)挑選出的表征溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)和相對(duì)優(yōu)劣的排序，最后選擇與主軸熱變形最相關(guān)的溫度測(cè)點(diǎn)作為關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)，利用多元線性回歸分析的方法建立步驟2)采集的主軸熱誤差和關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)的熱誤差模型，主軸在X方向的熱誤差為E與關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)變量T = IT1, T2,…，TJ熱誤差模型為:
[0022]E = Vb1Vb2T2+...+!^+ ε
[0023]式中:I^b1,…，tv為待定回歸參數(shù)，bQ為回歸常數(shù)，b ^b2,…，tv為回歸系數(shù)，ε為隨機(jī)誤差；
[0024]4)首先利用軟件部分的數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過(guò)以太網(wǎng)建立計(jì)算機(jī)和華中八型數(shù)控系統(tǒng)的通信，然后將步驟3)建立的熱誤差模型傳輸?shù)饺A中八型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的位置；
[0025]5)復(fù)位機(jī)床，華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償功能生效。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償儀器，包括硬件部分和軟件部分，其特征在于:硬件部分包括PT10溫度傳感器，PT100溫度傳感器通過(guò)NI9217采集卡和cDAQ-9174的第一輸入端連接，電渦流傳感器通過(guò)NI9239采集卡和cDAQ-9174的第二輸入端連接，cDAQ-9217的輸出端通過(guò)USB連線和計(jì)算機(jī)相連，將PT100溫度傳感器、電渦流傳感器的探頭固定在機(jī)床各溫度測(cè)點(diǎn)和主軸附近，用于測(cè)量機(jī)床各溫度測(cè)點(diǎn)的溫度及主軸的熱誤差，激光干涉儀單獨(dú)使用，用于測(cè)量進(jìn)給軸的熱誤差，以太網(wǎng)用于建立計(jì)算機(jī)和華中八型數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通信；軟件部分安裝于計(jì)算機(jī)上，軟件部分包括實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)傳輸模塊，實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊提供工程信息、溫度通道和熱誤差通道以及補(bǔ)償軸參數(shù)的設(shè)置功能；數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)控制硬件部分提供溫度和主軸熱誤差數(shù)據(jù)的采集、顯示與存儲(chǔ)功能；數(shù)據(jù)處理模塊提供溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化和熱誤差建模的功能；數(shù)據(jù)傳輸模塊提供熱誤差模型到華中八型數(shù)控系統(tǒng)的傳送功能。2.采用權(quán)利要求1所述儀器進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償?shù)姆椒?，其特征在于，包括如下步驟: 1)首先在軟件部分的實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊設(shè)定熱誤差補(bǔ)償軸的類型是進(jìn)給軸或者主軸，然后設(shè)置相應(yīng)的工程信息、補(bǔ)償軸信息，其中工程信息包括機(jī)床名稱、實(shí)驗(yàn)名稱；補(bǔ)償軸信息:針對(duì)主軸，補(bǔ)償軸信息包括軸名稱、軸號(hào)、測(cè)量?jī)x器、主軸轉(zhuǎn)速、測(cè)量次數(shù)、溫度和熱誤差通道號(hào)；針對(duì)進(jìn)給軸，補(bǔ)償軸信息除了包括軸名稱、軸號(hào)、轉(zhuǎn)速、測(cè)量?jī)x器、溫度通道號(hào)外，還要包括熱誤差測(cè)量起始位置、終止位置、往復(fù)還是單程的測(cè)量方式、行程次數(shù)、暫停時(shí)間； 2)根據(jù)步驟I)的設(shè)置信息，如果補(bǔ)償軸類型設(shè)置為進(jìn)給軸，首先將對(duì)應(yīng)步驟I)設(shè)定的溫度通道號(hào)的PT100溫度傳感器固定于機(jī)床各溫度測(cè)點(diǎn)，然后通過(guò)軟件部分的數(shù)據(jù)采集模塊控制硬件部分采集步驟I)設(shè)定的溫度通道的數(shù)據(jù)，然后利用激光干涉儀采集進(jìn)給軸的熱誤差數(shù)據(jù)；如果補(bǔ)償軸類型設(shè)置為主軸，則通過(guò)軟件部分的數(shù)據(jù)采集模塊控制硬件部分采集相應(yīng)溫度通道的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的主軸熱誤差通道的數(shù)據(jù)； 3)對(duì)步驟2)采集的溫度通道的數(shù)據(jù)通過(guò)軟件部分的數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化，首先利用模糊聚類分析對(duì)溫度通道對(duì)應(yīng)的溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行分類，從同一類別中挑選一個(gè)表征溫度測(cè)點(diǎn)，然后利用灰色關(guān)聯(lián)分析對(duì)挑選出的表征溫度測(cè)點(diǎn)進(jìn)行性能評(píng)價(jià)和相對(duì)優(yōu)劣的排序，最后選擇與熱誤差最相關(guān)的溫度測(cè)點(diǎn)作為關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)，利用多元線性回歸分析建立步驟2)采集的機(jī)床熱誤差數(shù)據(jù)與關(guān)鍵溫度測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)之間熱誤差模型； 4)首先利用軟件部分的數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過(guò)以太網(wǎng)建立計(jì)算機(jī)和華中八型數(shù)控系統(tǒng)的通信，然后將步驟3)建立的熱誤差模型傳輸?shù)饺A中八型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的位置； 5)復(fù)位機(jī)床，華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償功能生效。
【專利摘要】一種基于華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償儀器及其補(bǔ)償方法，先在實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊設(shè)定熱誤差補(bǔ)償軸的類型，設(shè)置相應(yīng)的工程信息、補(bǔ)償軸信息；根據(jù)設(shè)置信息，通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊控制硬件采集設(shè)定的溫度通道的數(shù)據(jù)，利用激光干涉儀采集進(jìn)給軸的熱誤差數(shù)據(jù)；對(duì)于主軸，則通過(guò)數(shù)據(jù)采集模塊控制硬件采集相應(yīng)溫度通道的數(shù)據(jù)和相應(yīng)的主軸熱誤差通道的數(shù)據(jù)；再對(duì)采集數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行溫度測(cè)點(diǎn)優(yōu)化，利用數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過(guò)以太網(wǎng)建立計(jì)算機(jī)和華中八型數(shù)控系統(tǒng)的通信，將熱誤差模型傳輸?shù)饺A中八型數(shù)控系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的位置；最后復(fù)位機(jī)床，華中八型數(shù)控機(jī)床熱誤差補(bǔ)償功能生效，本發(fā)明易于操作，無(wú)需專業(yè)知識(shí)，就可實(shí)現(xiàn)華中八型數(shù)控機(jī)床的熱誤差補(bǔ)償功能。
【IPC分類】G05B19/404
【公開(kāi)號(hào)】CN104932427
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510256976
【發(fā)明人】姜歌東, 趙昆鵬, 陶濤, 梅雪松, 楊軍, 沈健, 曾鵬飛, 周楷濤
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月19日