[发明专利]数控机床定位误差动态实时补偿系统

摘要

一种基于嵌入式系统的数控机床定位误差动态实时补偿系统。本发明包括：误差补偿硬件系统和基于网络化数据交互的补偿软件平台。硬件系统作为补偿软件的载体和执行部件，用于实现各功能模块之间的连接和通讯、数据存储及人机交互。软件系统采用面向对象的编程模式，与CNC间采用以太网进行数据交互，可实现温度信号的采集和预处理，定位误差数学模型的自动建模、定位误差实时计算、智能化模型调整功能、自学习模型训练和优化。通过软硬件系统的协同工作，实现数控机床误差的动态实时补偿。本发明的定位误差补偿系统操作简单，适用性广，能满足多种类型数控机床的定位误差补偿需求，对于提高数控机床加工精度具有实用化和商业化推广的重要意义。

主权项

一种数控机床定位误差动态实时补偿系统，其特征在于由数控机床定位误差补偿硬件系统和基于网络化数据交互的补偿软件平台构成；数控机床定位误差补偿硬件系统和基于网络化数据交互的补偿软件平台；硬件系统作为补偿软件的载体和执行部件，用于实现各功能模块之间的连接和通讯、数据存储及人机交互；软件系统采用面向对象的编程模式，并结合了与CNC进行以太网数据交互的驱动功能，可实现温度信号的采集和预处理，定位误差数学模型的自动建模、定位误差实时计算、补偿系统与CNC的以太网数据交互、智能化模型调整功能、自学习模型训练和优化；通过硬件系统和软件系统的协同工作，实现数控机床误差的实时在线补偿；所述的数控机床定位误差补偿硬件系统主要包括嵌入式计算机、触摸式显示器、温度传感器、温度采集模块和网络通讯卡；嵌入式计算机过视频线和USB线与触摸显示器连接，通过网线与温度采集模块连接，采用以太网总线方式与网络通讯卡连接，构建硬件系统的基础平台；触摸显示器可实现人机交互功能，用户可在触摸式显示器上输入和读出数据；温度传感器置于机床运动轴的螺母、前后轴承以及室温测试位置，并通过铜芯电缆与温度采集模块连接，将热源点的温度转变为电阻阻值变化；温度采集模块则完成对热电阻阻值变化的辨识，通过信号滤波、放大和A/D转换，将采集的热源温度数据转变为二进制的数据格式，并通过网络将数据传送到嵌入式计算机一端；网络通讯卡一端通过以太网与嵌入式计算机实现通讯，另一端用连接到数控系统的网络口，实现与机床数控系统的实时数据交互。