关于HEIDENHAIN数控系统主轴轴向热变形补偿技术.pdf

基于 HEIDENHAIN数控系统主轴轴向热变形补偿技术 严江云 刘 博 张 韬 (沈机集团昆明机床股份有限公司，云南 昆明650203) 摘 要 ：分析HEIDENHAIN数控系统实现机床热变形误差补偿的原理 。介绍将其应用于数控机床主轴轴向 热变形误差补偿 的方法和步骤 。以及一种 自行设计 PLC控制程序 ，识别温度变化过程 ，自动计算补 偿值的原理和方法。经过在某大型加工中心上应用验证，证实基于数控系统的主轴轴向热变形补偿 具有显著效果，并且通过识别温度变化过程控制补偿值计算方法具有更加稳定的效果。 关键词 ：数控机床 热变形 误差补偿 温度变化过程 PLC 中图分类号 ：TH134 文献标识码 ：B Thecompensationtechniqueofprincipalaxis廿1ermaldeformation basedonHEIDENHAIN NC system YANJiangyun，LIUBo，ZHANG Tao (ShellGroupKunmingMachineToolCo．，Ltd．，Kunming650203，CHN) Abstract：ThisarticleanalyzesatheorythattheHEIDENHAIN NC system realizesmachinetoolthermaldeforma‘ tionSerrorcompensation，andintroducesawaytoapplyittoCNCmachinetoolprincipalaxisthermal deformationSerrorcompensation．Besides，aPLC controlprogram designedbyourselvesisalsomen— tioned，whichcanidentifytheprocessoftemperaturechangingandcalculatethebuilding—outautomati— cally．Byapplyingonsomelargemachiningcenters，theprincipalaxisthemr aldefomr ationcompensa— tiontechniqueyieldedremarkablygoodresults，andreceivedmoresteadyresultstocontrolthewayof calculatingthebuilding——outbyidentifyingtheprocessoftemperaturechanging． Keywords：CNC MachineTool；ThermalDefomr ation；ErrorCompensation；TheProcessofTemperatureChan— ging；ProgrammableLogicController 数控机床是具有一定精度要求的加工设备。除几 的公司，如瑞士 MIKRON，日本的MAKINO、OKUMA、 何精度、位置精度等误差外，机床热变形也是影响加工 FANUC，德 国的SIEMENS、HEIDENHAIN，以及北京机 精度的重要误差来源。机床在运行状态下，会受到内 床研究所等，这些厂家拥有各 自的数控机床热变形误 部和外部的多种热源影响，根据热源种类以及机床轴 差的自动补偿技术，并将其作为现代高档数控机床的 特点，热变形误差存在几种不同的表现形式。其中，机 必备智能组件 ，嵌入数控系统或电气控制系统，为数控 床主轴轴向热变形误差相 比主轴径向和进给轴热变形 机床误差实时补偿的实施提供技术手段。 更加明显。对此误差，在设计层面可采用加强冷却、优 热误差补偿通常采用反馈 中断补偿法和原点平移 化结构等方法尽量减小热变形；同时，也可采用电气反 补偿法两种不同的技术路线