基于遠程監控的數控機床熱誤差補償系統研究

董云飛，王 志，魏新園，莊鑫棟

(1.合肥工業大學 儀器科學與光電工程學院，安徽 合肥 230009；2.安徽省計量科學研究院，安徽 合肥 230051)

在機床加工過程中，由于制造、安裝、運動控制不精確和刀具、床身以及熱變形等因素會造成加工誤差[1]。研究表明，熱誤差造成的誤差是數控機床最大的誤差源，約占機床總誤差的40%～70%[2，3]。降低機床熱誤差，是提高機床加工精度的重要途徑。目前常用的數控機床熱誤差補償系統基本以單片機作為主要硬件構成[4]，通過機床I/O擴展模塊與PMC(Programmable Machine Controller)進行通訊，需要現場操作才能對機床實現熱誤差補償，操作及其不便。隨著機械制造業的不斷發展，人們不僅需要現場實現機床的熱誤差補償，還需要實現機床熱誤差補償的遠程監控。因此，文章設計了一種基于網絡遠程控制的數控機床誤差實時補償系統，該系統包括硬件部分和內置于該硬件中的數學模型以及上位機軟件，實現了遠程控制熱誤差補償系統的啟動與停止，以及隨時隨地對機床補償信息的監控，極大地方便了操作人員的操作。通過在機床上的具體實驗，驗證了該系統的可行性，對機床熱誤差補償實現遠程監控。

1 總體方案設計

數控機床熱誤差補償遠程監控系統主要可分為三個部分：以PC機為核心的上位機監控中心模塊、數控機床熱誤差補償卡模塊和機床數控系統擴展IO模塊。各個模塊之間的連接示意圖如圖1所示。

圖1 數控機床熱誤差補償系統連接示意圖

上位機監控軟件通過以太網與數控機床熱誤差補償模塊連接，可以控制補償模塊的啟動與停止，并可以獲取機床的實時溫度以及對應的熱誤差值?！?br>