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1. WO2020155229 - METHOD FOR SELF-ADAPTIVE COMPENSATION FOR FEED SHAFT THERMAL ERROR

Publication Number WO/2020/155229
Publication Date 06.08.2020
International Application No. PCT/CN2019/075714
International Filing Date 21.02.2019
IPC
G05B 19/404 2006.1
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
19Programme-control systems
02electric
18Numerical control (NC), i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
404characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
B23Q 15/18 2006.1
BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL, CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
15Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
007while the tool acts upon the workpiece
18Compensation of tool-deflection due to temperature or force
CPC
G05B 19/404
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
19Programme-control systems
02electric
18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
404characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
G05B 2219/35015
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
2219Program-control systems
30Nc systems
35Nc in input of data, input till input file format
35015Calculate production compensation, heat shrinkage, overetching
G05B 2219/41119
GPHYSICS
05CONTROLLING; REGULATING
BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
2219Program-control systems
30Nc systems
41Servomotor, servo controller till figures
41119Servo error compensation
Applicants
  • 大连理工大学 DALIAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY [CN]/[CN]
Inventors
  • 刘阔 LIU, Kuo
  • 王永青 WANG, Yongqing
  • 吴嘉锟 WU, Jiakun
  • 刘海宁 LIU, Haining
  • 沈明瑞 SHEN, Mingrui
  • 秦波 QIN, Bo
  • 刘海波 LIU, Haibo
Priority Data
201910099610.431.01.2019CN
Publication Language Chinese (zh)
Filing Language Chinese (ZH)
Designated States
Title
(EN) METHOD FOR SELF-ADAPTIVE COMPENSATION FOR FEED SHAFT THERMAL ERROR
(FR) PROCÉDÉ DE COMPENSATION AUTO-ADAPTATIVE D'ERREUR THERMIQUE D'ARBRE D'AVANCE
(ZH) 一种进给轴热误差自适应补偿方法
Abstract
(EN) A method for self-adaptive compensation for a feed shaft thermal error, relating to the field of error compensation for a numerically controlled machine tool. The method comprises: first performing a feed shaft thermal error test on the basis of a laser interferometer and a temperature sensor (11); then establishing a thermal error prediction model on the basis of a feed shaft thermal error mechanism, and identifying a thermal characteristic parameter in the model according to the thermal error test data; then performing a self-adaptive thermal error prediction model parameter identification test in different pretension states of a bolt (8); then establishing a self-adaptive prediction model on the basis of a feed shaft thermal error prediction model and identifying a parameter in the prediction model; and finally performing self-adaptive compensation for a thermal error on the basis of a feed shaft thermal error self-adaptive prediction model. The method can self-adaptively adjust the thermal characteristic parameter in the thermal error prediction model according to the current state of the machine tool to implement self-adaptive real-time compensation, such that the machine tool can still maintain good machining precision and precision stability after long-term abrasion during use under different working conditions.
(FR) L'invention concerne un procédé de compensation auto-adaptative d'une erreur thermique d'arbre d'avance, se rapportant au domaine de la compensation d'erreur pour une machine-outil à commande numérique. Le procédé comprend : tout d'abord, la réalisation d'un test d'erreur thermique d'arbre d'avance sur la base d'un interféromètre laser et d'un capteur de température (11); puis l'établissement d'un modèle de prédiction d'erreur thermique sur la base d'un mécanisme d'erreur thermique d'arbre d'avance, et l'identification d'un paramètre de caractéristique thermique dans le modèle en fonction des données de test d'erreur thermique; puis la réalisation d'un test d'identification de paramètre de modèle de prédiction d'erreur thermique auto-adaptatif dans différents états de pré-tension d'un boulon (8); puis l'établissement d'un modèle de prédiction auto-adaptatif sur la base d'un modèle de prédiction d'erreur thermique d'arbre d'avance et l'identification d'un paramètre dans le modèle de prédiction; et enfin, la réalisation d'une compensation auto-adaptative d'une erreur thermique sur la base d'un modèle de prédiction auto-adaptatif d'erreur thermique d'arbre d'avance. Le procédé peut ajuster de manière auto-adaptative le paramètre de caractéristique thermique dans le modèle de prédiction d'erreur thermique en fonction de l'état actuel de la machine-outil pour mettre en œuvre une compensation en temps réel auto-adaptative, de telle sorte que la machine-outil peut toujours maintenir une bonne précision d'usinage et une stabilité de précision après une abrasion à long terme pendant l'utilisation dans différentes conditions de travail.
(ZH) 一种进给轴热误差自适应补偿方法,属于数控机床误差补偿领域,首先基于激光干涉仪和温度传感器(11)进行进给轴热误差测试;接着基于进给轴热误差机理,建立热误差预测模型,并根据热误差测试数据对模型中热特性参数进行辨识;之后在不同螺母(8)预紧状态下,进行自适应热误差预测模型参数辨识测试;接着在进给轴热误差预测模型基础上建立自适应预测模型,并对该测模型中的参数进行辨识;最后基于进给轴热误差自适应预测模型进行热误差的自适应补偿。该方法可根据机床当前状态自适应调整热误差预测模型中的热特性参数,实现了自适应实时补偿,使机床在各种工况下以及长期使用磨损后仍能保持较好的加工精度和精度稳定性。
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