嵌入式數(shù)控機床熱誤差實時補償控制器的設計與實現(xiàn).pdf

1、隨著工業(yè)水平的不斷發(fā)展和進步，制造業(yè)也邁進了一個新的發(fā)展時代。一個國家制造業(yè)的發(fā)展水平直接影響到基礎經(jīng)濟建設和國防安全建設，而制造業(yè)的發(fā)展水平又以數(shù)控機床等制造設備的精密和超精密加工技術為基礎。當前，數(shù)控機床加工精度的穩(wěn)定性受到幾何誤差、熱誤差、運動誤差和定位夾緊誤差等因素的干擾，其中熱誤差對數(shù)控機床精加工過程的影響尤為顯著。國內(nèi)外相關領域的研究結果證實數(shù)控機床的熱誤差占其總誤差的比重在40％到70％之間。由此可見，設計實現(xiàn)有效的熱誤差

2、補償裝置對提高數(shù)控機床加工精度有重大意義。本文針對數(shù)控機床在工件加工過程中產(chǎn)生的熱誤差，設計并實現(xiàn)了一套基于嵌入式的數(shù)控機床熱誤差實時補償控制器，并對其進行了測試與驗證。主要研究工作如下：
　?。?）本文研究了國內(nèi)外減小數(shù)控機床熱誤差研究的現(xiàn)狀，深入分析了數(shù)控機床熱誤差補償?shù)闹T多方法，結合該領域現(xiàn)存問題，確立了采用控制設備補償法實現(xiàn)數(shù)控機床熱誤差補償?shù)目傮w方案。以此為依據(jù)，對比分析了數(shù)控機床熱誤差數(shù)據(jù)采集回饋模式和補償實施策略，從

3、而確定了數(shù)控機床熱誤差實時補償控制器的熱誤差數(shù)據(jù)采集回饋采用半閉環(huán)前饋補償模式，補償實施采用伺服電機反饋脈沖疊加法，并規(guī)劃出了數(shù)控機床實現(xiàn)的總體框架結構。
　?。?）根據(jù)上述的熱誤差實時補償控制器的總體框架結構，制定了補償控制器的具體軟、硬件實現(xiàn)方案；設計并制作了補償控制器的硬件單元電路；編寫了相關嵌入式代碼；完成了數(shù)控機床熱誤差補償控制器的整體實現(xiàn)。
　?。?）將該熱誤差補償控制器安裝于配有“華中數(shù)控世紀星HNC-21M數(shù)