数控机床误差补偿方法及其系统 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN1562563A

(43)申请公布日2005.01.12

(21)申请号CN200410003487.5

(22)申请日2004.03.31

(71)申请人清华大学

地址100084北京市北京100084-82信箱

(72)发明人叶佩青汪劲松杨开明段广洪张辉

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

B23Q15/00

B23Q23/00

G05B15/00

G05B19/401

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

数控机床误差补偿方法及其系统

(57)摘要

数控机床的误差补偿方法及其系统

属于数控机床技术领域，其特征在于它基

于PC平台，实时多任务的RT－Linux操

作系统，以半闭环位置控制为主，全闭环

位置控制为辅，以感应同步器为终端实际

位置反馈元件，实现双位置闭环控制，同

时，相应地提出了一个以伺服电机实现半

闭环、以感应同步器实现全闭环的机床工

作台位置闭环控制系统。它提高了以半闭

环位置控制的数控机床进给系统的定位精

度和轨迹跟踪精度，而且，当数控机床定

位误差随时间变化时定位误差补偿量能实

时地予以更新和矫正。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、数控机床的误差补偿方法，其特征在于，它是一种以半闭环位置控制为主，全

闭环位置控制为辅的双位置闭环控制的误差补偿方法，它基于PC平台，依以下步

骤实现：

(1)初始化以下参数要存入PC机：

机床工作台理论误差补偿权值ω：0≤ω≤0.3；

数控机床控制系统的脉冲当量δ；

机床工作台理轮控制误差测量次数n，选取n在10～20之间；

机床工作台控制误差测量点个数j，一般以测量点间距10～20mm来确定测量点个

数j；

第j个测量点第i次基于旋转伺服电机角位移的机床工作台位移控制指令值x(i，j)；

第k个控制周期，基于旋转伺服电机角位移的机床工作台直线位移控制指令值

Δxsubm/sub(k)，误差预补偿的初始值ε(ksubo/sub)；

(2)PC机根据下式计算，第i个测量点机床坐标轴的实际位移误差的均值Δ(j)：

maths

mathDelta;/mi(/moj/mi)/mo=/mo1/mnn/mi

munderoverSigma;/mii/mi=/mo1/mnn/mi(/mo(/

mox/mis/mi(/moi/mi,/moj/mi)/mo-

/mox/mi(/moi/mi,/moj/mi)/mo)/mo-

/mo(/mox/mim/mi(/moi/mi,/moj/mi)/mo-

/mox/mi(/moi/mi,/moj/mi)/mo)/mo)/mos

其中，

xsubs/sub(i，j)：第j个测量点第i次由机床工作台上直线感应同步测量得到的

机床工作台实际位置；

xsubm/sub(i，j)：第j个测量点第i次由旋转伺服电机上增量式光电编码器测

量得到的机床工作台的实际位置；

x(i，j)：第j个测量点第i次基于旋转伺服电机角位移的机床工作台的控制指令值；

(3)把Δ(j)值存入PC机中，再重复步骤(2)，判断循环测量次数是否大于N，若大于

N，则执行以下步骤；

(4)PC机按下式计算第k个控制周期机床坐标轴的理论位移控制指令

Δxsubs/sub(k)：

maths

mathDelta;x/mis/mi(/mok/mi)/mo=/moDelta;x

/mim/mi(/mok/mi)/mo+/moDelta;/mi(/moj/

mi+/mo1/mn)/mo-

/moDelta;/mi(/moj/mi)/mox/mi(/moj/mi+/mo

1/mn)/mo-

/mox/mi(