一种滚齿机床的热误差测量系统及测量方法与流程

1.本发明涉及数控机床领域，尤其涉及一种滚齿机床的热误差测量系统及测量方法。


背景技术：

2.机床热误差主要是由于机床热变形致使机床按某种操作规程指令所产生的实际响应与该操作规程所预期产生的响应之间的差异，由于国产数控齿轮机床在精度方面与国外先进产品存在较大的差距，而热误差是数控机床精度损失的核心要素，直接影响着工件齿轮的齿向精度，由热变形导致的精度下降问题就显得日益突出，所以热误差的控制将是提高精密机床特别是精密高速数控机床精度的关键技术；因此，发明出一种滚齿机床的热误差测量系统及测量方法；
3.经检索，中国专利号cn109623490a公开了一种机床的热误差测量系统及方法，该发明虽然能够提供更为直接、准确、丰富的试验数据，但是无法对机床以及工件热变形误差进行有效的调整，降低产品质量，同时降低工作人员工作效率；此外，现有的滚齿机床的热误差测量系统及测量方法在热误差调整过程中出现流程异常会中断生产，降低产品生产力，同时需要工作人员去重新调整方案，降低工作人员生产积极性，为此，我们提出一种滚齿机床的热误差测量系统及测量方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种滚齿机床的热误差测量系统及测量方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种滚齿机床的热误差测量系统，包括机床温度采集模块、工件温度采集模块、位移距离采集模块、误差分析模块、数据管理平台、云端存储平台、方案选择模块、用户处理模块以及调整监控模块；
7.其中，所述误差分析模块分别与机床温度采集模块、工件温度采集模、位移距离采集模块以及数据管理平台通信连接，所述数据管理平台分别与云端存储平台、方案选择平台以及用户处理平台通信连接，所述方案选择模块分别与用户处理模块以及调整监控模块通信连接；
8.所述用户处理模块包括选择查看单元以及调整选择单元。
9.进一步地，所述机床温度采集模块用于对滚齿机床温度进行实时采集，并将其通过数据转换处理生成温度数据a；
10.所述工件温度采集模块用于对工件温度进行实时采集，并将其通过数据转换处理生成温度数据b；
11.所述位移距离采集模块用于测量滚齿机床的主轴热位移变形量，并将其通过数据转换处理生成位移数据。
12.进一步地，所述误差分析模块用于接收温度数据a以及温度数据b，并对滚轮机床热误差进行分析记录，其具体分析记录具体步骤如下：
13.步骤一：将温度数据a以及温度数据b通过模糊聚类法进行分类优选；
14.步骤二：分别对分类完成的两组温度数据的相关系数值进行计算，其具体计算公式如下：
[0015][0016]
其中，r
ij
代表温度数据ti与tj间的相关系数，t
ik
代表温度数据ti的第k个样本值，代表温度数据ti的样本平均值，k代表样本总数；
[0017]
步骤三：自行生成误差记录表，并将采集与计算出的各组数据录入误差记录表中。
[0018]
进一步地，所述数据管理平台用于接收位移数据，并对各项数据进行整合分析，其具体整合分析具体步骤如下：
[0019]
步骤(1)：接收位移数据以及温度数据的相关系数，并构建热误差补偿模型；
[0020]
步骤(2)：数据管平台与互联网通信连接，并依据热误差补偿模型抓取相关调整方案，同时自行构建方案列表；
[0021]
所述云端数据库用于接收各项数据，并对其进行有序存储。
[0022]
进一步地，所述选择查看单元用于接收各项数据，并由用户选择查看；
[0023]
所述调整选择单元用于接收用户选择信息，并将其通过数据转换处理生成调整指令。
[0024]
进一步地，所述方案选择模块用于接收调整指令以及方案列表，并依据调整指令对方案列表进行选择调整，其具体选择调整步骤如下：
[0025]
第一步：方案选择模块依据调整指令从方案列表中选择对应方案；
[0026]
第二步：方案选择完成，方案选择模块将该方案设置为默认方案，并标记方案使用条件，同时执行该方案；
[0027]
第三步：若用户未在方案列表中选择，方案选择模块接收用户发送的方案数据，并将其导入方案列表中，同时将其设为默认方案，并执行该方案；
[0028]
所述调整监控模块用于实时监控方案执行流程，并对其进行调整优化，其调整优化具体步骤如下：
[0029]
s1：对调整方案执行流程进行实时监测，并自行生成调整记录表，同时将监测数据录入调整记录表中；
[0030]
s2：若在执行流程中存在异常流程，则对该流程信息进行收集，并自行生成替补方案执行，同时反馈用户相关方案流程调整信息。
[0031]
一种滚齿机床的热误差测量方法，该测量方法具体如下：
[0032]
(1)布置传感器，并对各项数据进行实时采集：工作人员将各组传感器布置在滚齿机床对应位置，并测试是否能实时向计算机传输采集的数据，同时计算机构建数据记录表，并将接收的各组数据录入数据记录表中；
[0033]
(2)热误差分析，并构建热误差补偿模型：误差分析模块接收数据记录表，并依据各组数据对滚齿机床热误差进行分析，同时将分析结果发送至数据管理平台，数据管理平
台构建热误差补偿模型，并生成热误差补偿调整方案；
[0034]
(3)用户查看各项数据，同时对调整方案进行选择：用户对各项数据进行选择查看，同时通过方案选择模块选择对应调整方案，方案调整模块依据用户选择信息对方案列表进行调整；
[0035]
(4)采集调整信息，并对方案进行更新优化：执行调整方案，并对方案流程信息进行实时监控，同时对调整信息进行采集，针对异常流程，调整监控模块对该任务流程进行优化调整，并将调整方案反馈给用户。
[0036]
相比于现有技术，本发明的有益效果在于：
[0037]
1、本发明系统设置有数据管理平台，数据管理平台接收位移数据以及温度数据的相关系数，并构建热误差补偿模型，数据管平台与互联网通信连接，并依据热误差补偿模型抓取相关调整方案，同时自行构建方案列表，用户通过方案选择模块，从方案列表中选择对应方案，方案选择完成，方案选择模块将该方案设置为默认方案，并标记方案使用条件，同时执行该方案，若用户未在方案列表中选择，方案选择模块接收用户发送的方案数据，并将其导入方案列表中，同时将其设为默认方案，并执行该方案，能够自行生成调整方案，提高用户处理机床热误差效率，有效的对机床以及工件热变形误差进行调整，提高产品质量；
[0038]
2、本发明相较于以往人工修改方案，工作人员通过选择查看单元对各项数据进行查看，同时通过方案选择模块选择调整方案执行，并通过调整监控模块对调整方案执行流程进行实时监测，并自行生成调整记录表，同时将监测数据录入调整记录表中，若在执行流程中存在异常流程，则对该流程信息进行收集，并自行生成替补方案执行，同时反馈用户相关方案流程调整信息,能够自行对异常流程进行调整，提高产品生产力，无需工作人员去重新调整方案，提高工作人员生产积极性。
附图说明
[0039]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
[0040]
图1为本发明提出的一种滚齿机床的热误差测量系统的系统框图；
[0041]
图2为本发明提出的一种滚齿机床的热误差测量方法的流程框图。
具体实施方式
[0042]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0043]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0044]
实施例1
[0045]
参照图1，一种滚齿机床的热误差测量系统，包括机床温度采集模块、工件温度采集模块、位移距离采集模块、误差分析模块、数据管理平台、云端存储平台、方案选择模块、用户处理模块以及调整监控模块；
[0046]
其中，误差分析模块分别与机床温度采集模块、工件温度采集模、位移距离采集模块以及数据管理平台通信连接，数据管理平台分别与云端存储平台、方案选择平台以及用户处理平台通信连接，方案选择模块分别与用户处理模块以及调整监控模块通信连接；用户处理模块包括选择查看单元以及调整选择单元。
[0047]
机床温度采集模块用于对滚齿机床温度进行实时采集，并将其通过数据转换处理生成温度数据a；工件温度采集模块用于对工件温度进行实时采集，并将其通过数据转换处理生成温度数据b。
[0048]
位移距离采集模块用于测量滚齿机床的主轴热位移变形量，并将其通过数据转换处理生成位移数据；误差分析模块用于接收温度数据a以及温度数据b，并对滚轮机床热误差进行分析记录。
[0049]
具体的，通过误差分析模块将温度数据a以及温度数据b通过模糊聚类法进行分类优选，分类优选完成后，再分别对分类完成的两组温度数据的相关系数值进行计算，同时自行生成误差记录表，并将采集与计算出的各组数据录入误差记录表中。
[0050]
需要进一步说明的是，其温度数据的相关系数值具体计算公式如下：
[0051][0052]
其中，r
ij
代表温度数据ti与tj间的相关系数，t
ik
代表温度数据ti的第k个样本值，代表温度数据ti的样本平均值，k代表样本总数。
[0053]
数据管理平台用于接收位移数据，并对各项数据进行整合分析。
[0054]
具体的，数据管理平台接收位移数据以及温度数据的相关系数，并构建热误差补偿模型，数据管平台与互联网通信连接，并依据热误差补偿模型抓取相关调整方案，同时自行构建方案列表。
[0055]
云端数据库用于接收各项数据，并对其进行有序存储。
[0056]
需要进一步说明的是，云端数据库分别对各类数据进行标签化处理，并将相同标签的数据归为一组，同时将各组数据按照首字母a～z进行排序，排序完成，再次将不同组中的数据按照存储时间先后顺序进行排列。
[0057]
选择查看单元用于接收各项数据，并由用户选择查看，调整选择单元用于接收用户选择信息，并将其通过数据转换处理生成调整指令。
[0058]
方案选择模块用于接收调整指令以及方案列表，并依据调整指令对方案列表进行选择调整。
[0059]
具体的，通过方案选择模块依据调整指令从方案列表中选择对应方案，方案选择完成，方案选择模块将该方案设置为默认方案，并标记方案使用条件，同时执行该方案，若用户未在方案列表中选择，方案选择模块接收用户发送的方案数据，并将其导入方案列表中，同时将其设为默认方案，并执行该方案。
[0060]
调整监控模块用于实时监控方案执行流程，并对其进行调整优化。
[0061]
具体的，通过调整监控模块对调整方案执行流程进行实时监测，并自行生成调整记录表，同时将监测数据录入调整记录表中，若在执行流程中存在异常流程，则对该流程信息进行收集，并自行生成替补方案执行，同时反馈用户相关方案流程调整信息。
[0062]
实施例2
[0063]
参照图2，一种滚齿机床的热误差测量方法，该热误差测量方法具体步骤如下：
[0064]
首先，布置传感器，并对各项数据进行实时采集：
[0065]
具体的，工作人员将各组传感器布置在滚齿机床对应位置，并测试是否能实时向计算机传输采集的数据，同时计算机构建数据记录表，并将接收的各组数据录入数据记录表中；
[0066]
其次，热误差分析，并构建热误差补偿模型：
[0067]
具体的，误差分析模块接收数据记录表，并依据各组数据对滚齿机床热误差进行分析，同时将分析结果发送至数据管理平台，数据管理平台构建热误差补偿模型，并生成热误差补偿调整方案；
[0068]
最后，用户查看各项数据，同时对调整方案进行选择；采集调整信息，并对方案进行更新优化：
[0069]
具体的，用户通过对各项数据进行选择查看，同时通过方案选择模块选择对应调整方案，方案调整模块依据用户选择信息对方案列表进行调整，接着执行调整方案，并对方案流程信息进行实时监控，同时对调整信息进行采集，针对异常流程，调整监控模块对该任务流程进行优化调整，并将调整方案反馈给用户，无需用户去重新调整方案，提高工作人员生产积极性。
[0070]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。