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华中8型热误差补偿技术解读

2019-08-26     

  导读:

  国产数控机床经过多年发展,在机床功能、性能指标等方面取得了很大的进步。但是,专家指出,国产中、高档数控机床在质量、精度、稳定性、可靠性等关键技术上与国外先进水平存在明显差距,还需要机床企业和数控系统企业与用户一起共同努力。

  为了进一步提升数控机床的加工精度和一致性,华中数控计划与机床企业充分合作,实施"机床品质提升工程"计划,将华中8型智能数控系统热误差补偿技术应用在数控机床,致力于提高机床加工效率、加工精度和加工一致性,提升机床品质和市场竞争力。


  华中8型热误差补偿技术介绍

  华中8型数控系统将热误差补偿技术集成于数控系统内部,通过编制相应的宜人操作界面,将热误差补偿技术较好地应用于实际加工过程之中,减少热机时间,实现开机即可加工,提高机床利用率。

  华中8型热误差补偿技术支持市场上最常用的Pt100和KTY84两种型号的温度传感器,实现实时温度检测,测量准确度达到±0.5%,温度测量范围达到-40℃至240℃,系统显示分辨率为0.1℃,有效的减少了冷热机时间,保证了加工精度的稳定性。

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  热误差补偿技术基本原理结构图


  在补偿过程中,PLC运算得到补偿值输入数控系统后,对预先输入系统中的数控加工程序中外部机械原点按补偿值进行偏移,从而使误差获得补偿。当机床开机即开启温度误差补偿线程,温度实时补偿每隔2min便读取一次温度(可以通过读数周期参数来实现补偿周期的调整),根据读取的温度值,通过PLC运算算出热误差值,使外部机械原点发生偏移,从而实现热误差的在线实时补偿。

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  华中8型系统热误差补偿界面


  热机阶段和冷机阶段,丝杆变形曲线不一致,因此对升温曲线和降温曲线采用不同的补偿数据,提高机床整体补偿精度。

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  传感器布置技巧

  进行热误差补偿的前期需要在被测部件的各个发热体附近布置温度传感器,然后进行连续温升(包括降温)和定位精度的同步采样,找到与变形量关联性最高的温度采样点,即最佳温度敏感点。该点具有温度变化明显、热传导滞后量小等优点。

  最佳温度敏感点不仅可以建立精度高的热误差模型,实现有效的实时误差补偿,还可以大大减少温度传感器的数量,提高测量效率,减少实施成本。

  热误差补偿技术适用范围

  适用范围:机床主轴Z向热误差和X/Y轴向丝杠热误差

  热误差补偿软件

  1)CNC版本:V2.0以上

  热误差补偿硬件

  1)温度传感器模块::Pt100和KTY84

  2)PLC:HIO-1061/NCUC火线口通讯板/HIO-1075/PT100热电阻测温板

  热误差补偿解决问题

  1)开机无需热机,加工效率提高15%;

  2)保证加工一致性,加工精度提升30%。

关键词:数控机床,机床,华中,传感器 | 作者 : 华中数控

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