基于DSP的数控机床热误差补偿系统的研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lubin_1985
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数控机床在工作中不可避免地要发热,产生热误差,影响产品质量。众多研究表明,热误差占精密数控机床总误差的50%-80%左右,因此,研究热误差补偿技术对提高数控机床加工精度有重要意义。通过系统灰关联分析,优化温度测点,确定影响主轴热误差的主要温度测点,简化了系统的硬件结构并有效提高了系统的鲁棒性。基于多元线性回归理论,结合最小二乘法,推导出数控机床热误差预测模型,建立了实时补偿系统的理论基础。研究了数控机床的反馈中断式热误差实时补偿方法。补偿控制系统作为智能模块直接嵌入到数控机床伺服系统的位置反馈环中,无需改变原数控系统的硬件和软件,即可使原数控机床具有热误差补偿功能,应用前景广阔。采用高性能数字信号处理器DSP作为核心控制器,构建热误差补偿系统。通过温度传感器采集数控机床的主要温度测点的温度数据,基于热误差预测数学模型,计算出温升造成的热误差,将热误差转换成相应数量的补偿脉冲,并通过软件控制系统和实时补偿硬件电路将具有原始反馈脉冲特征的补偿脉冲添加到伺服系统的反馈环中,实现补偿功能。建立了实验平台,在精密数控加工中心做实际加工实验,实验结果表明该补偿系统具有很好的稳定性和可靠性,达到了预期设计目标,可以应用到实际生产中。
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